1. Kasalukuyan katayuan ng industriya ng photovoltaic (solar energy)

1.1 Mabilis na Paglago ng Pandaigdigang Pamilihan ng Photovoltaic

Sa mga nakaraang taon, ang pandaigdigang industriya ng photovoltaic ay nakasaksi ng mabilis na paglago. Ayon sa datos mula sa International Energy Agency (IEA), noong 2023, ang pandaigdigang bagong naka-install na kapasidad ng photovoltaic power ay lumampas sa 350 GW, at ang pinagsama-samang naka-install na kapasidad ay lumampas sa 1.5 TW. Ang mga bansa at rehiyon tulad ng Tsina, Estados Unidos, Europa, at India ay naging pangunahing puwersang nagtutulak sa merkado ng photovoltaic.

- Tsina: Bilang pinakamalaking pamilihan ng solar photovoltaic sa mundo, nakapagdagdag ang Tsina ng mahigit 200 GW ng kapasidad ng solar photovoltaic noong 2023, na bumubuo sa mahigit 57% ng pandaigdigang bagong naka-install na kapasidad. Ang suporta sa patakaran ng gobyerno, pag-unlad sa teknolohiya, at pagbawas ng gastos ang mga pangunahing salik na nagtutulak sa pag-unlad ng industriya ng solar photovoltaic ng Tsina.

- Europa: Dahil sa alitan sa pagitan ng Russia at Ukraine, pinabilis ng Europa ang paglipat nito sa enerhiya. Noong 2023, ang bagong naka-install na kapasidad ng solar photovoltaic ay lumampas sa 60 GW, na may malaking paglago sa mga bansang tulad ng Germany, Spain, at Netherlands.

- Ang Estados Unidos: Dahil sa Inflation Reduction Act (IRA), patuloy na lumago ang merkado ng solar photovoltaic sa US, na may bagong naka-install na kapasidad na humigit-kumulang 40 GW noong 2023.

- India: Masigasig na itinataguyod ng gobyerno ng India ang pagpapaunlad ng renewable energy. Noong 2023, ang bagong naka-install na kapasidad ng solar photovoltaic ay lumampas sa 20 GW, na may layuning makamit ang 500 GW ng naka-install na kapasidad ng renewable energy pagsapit ng 2030.

1.2Patuloy na pag-unlad sa teknolohiyang photovoltaic

Ang patuloy na inobasyon sa teknolohiyang photovoltaic ay humantong sa pagtaas ng kahusayan at pagbawas ng mga gastos sa pagbuo ng solar power:

- Mga teknolohiyang baterya na may mataas na kahusayan tulad ng PERC, TOPCon, at HJT: Ang mga selulang PERC (Passivated Emitter and Rear Contact) ay nananatiling pangunahing ginagamit, ngunit ang mga teknolohiyang TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) at HJT (Heterojunction) ay unti-unting lumalawak ang kanilang bahagi sa merkado dahil sa kanilang mas mataas na kahusayan sa conversion (>24%).

- Mga Perovskite solar cell: Bilang susunod na henerasyon ng teknolohiyang photovoltaic, ang mga perovskite cell ay nakamit ang kahusayan sa laboratoryo ng mahigit 33% at inaasahang magiging mabisa sa komersyo sa hinaharap.

- Mga bifacial module at tracking mount: Maaaring mapataas ng mga bifacial module ang pagbuo ng kuryente ng 10% hanggang 20%, habang ino-optimize ng mga tracking mount ang anggulo ng pagtama ng sikat ng araw, na lalong nagpapahusay sa kahusayan ng sistema.

1.3Ang patuloy na bumababa ang gastos ng photovoltaic power generation

Sa nakalipas na dekada, ang halaga ng photovoltaic power generation ay bumaba ng mahigit 80%. Ayon sa IRENA (International Renewable Energy Agency), ang global levelized cost of electricity (LCOE) para sa photovoltaic power noong 2023 ay bumagsak sa 0.03 - 0.05 US dollars kada kWh, mas mababa kaysa sa coal at natural gas power generation, kaya isa ito sa mga pinaka-kompetitibong pinagkukunan ng enerhiya.

1.4 Koordinadong pagpapaunlad ng imbakan ng enerhiya at photovoltaic

Dahil sa paulit-ulit na katangian ng photovoltaic power generation, ang paggamit ng mga energy storage system (tulad ng mga lithium batteries, sodium-ion batteries, flow batteries, atbp.) ay naging isang trend. Noong 2023, ang bagong naka-install na kapasidad ng mga pandaigdigang proyekto ng photovoltaic plus energy storage ay lumampas sa 30 GW, at inaasahang mapanatili nito ang isang mataas na rate ng paglago sa susunod na dekada.

2. Ang kahalagahan ng industriya ng photovoltaic

2.1 Pagtugon sa klima pagbabago at pagtataguyod ng mga layunin sa carbon neutrality

Pinabibilis ng mga bansa sa buong mundo ang kanilang paglipat sa enerhiya upang mabawasan ang mga emisyon ng greenhouse gas. Ang solar power, bilang pangunahing bahagi ng malinis na enerhiya, ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagkamit ng layuning "carbon neutrality". Ayon sa Kasunduan sa Paris, pagdating ng 2030, ang pandaigdigang bahagi ng renewable energy ay kailangang umabot sa mahigit 40%, at ang solar power ay magiging isa sa mga pangunahing pinagkukunan ng enerhiya.

2.2 Seguridad at kalayaan sa enerhiya

Ang mga tradisyunal na pinagkukunan ng enerhiya (tulad ng langis at natural gas) ay lubos na naiimpluwensyahan ng geopolitics, habang ang mga mapagkukunan ng solar energy ay malawak na ipinamamahagi at maaaring mabawasan ang pag-asa sa inaangkat na enerhiya. Halimbawa, binawasan ng Europa ang pangangailangan nito para sa natural gas ng Russia sa pamamagitan ng pag-deploy ng malakihang photovoltaic power plant, sa gayon ay pinahuhusay ang awtonomiya nito sa enerhiya.

2.3 Pagtataguyod ng paglago ng ekonomiya at trabaho

Ang kadena ng industriya ng photovoltaic ay kinabibilangan ng maraming kawing tulad ng mga materyales na silicon, silicon wafer, baterya, module, inverter, bracket, at imbakan ng enerhiya, na lumikha ng milyun-milyong trabaho sa buong mundo. Ang mga direktang empleyado sa industriya ng photovoltaic ng Tsina ay lumampas sa 3 milyon, at ang mga industriya ng photovoltaic sa Europa at Estados Unidos ay mabilis ding lumalawak.

2.4 Elektripikasyon sa kanayunan at pagpapagaan ng kahirapan

Sa mga umuunlad na bansa, ang mga photovoltaic microgrid at mga solar system sa bahay ay nagbibigay ng kuryente sa mga liblib na lugar at nagpapabuti sa mga kondisyon ng pamumuhay ng mga residente. Halimbawa, ang "Solar Home Systems" sa Africa ay nakatulong sa sampu-sampung milyong tao na makatakas mula sa kawalan ng kuryente.

3.Ang pangangailangan ng surge protection device (SPD) sa photovoltaic system

3.1 Mga panganib ng tama ng kidlat at surge na kinakaharap ng mga photovoltaic system

Ang mga photovoltaic power station ay karaniwang naka-install sa mga bukas na lugar (tulad ng mga disyerto, bubong, at bundok), at lubhang mahina sa mga tama ng kidlat at mga epekto ng overvoltage. Kabilang sa mga pangunahing panganib ang:

- Direktang tama ng kidlat: Direktang tama sa mga photovoltaic module o suporta, na nagdudulot ng pinsala sa kagamitan.

- Induced lightning: Ang electromagnetic pulse mula sa kidlat ay nagdudulot ng matataas na boltahe sa mga kable, na nakakasira sa mga elektronikong aparato tulad ng mga inverter at controller.

- Mga pagbabago-bago sa grid: Ang mga overvoltage sa operasyon sa panig ng grid (tulad ng mga aksyon ng switch, mga short-circuit fault) ay maaaring ipadala sa photovoltaic system.

3.2 Tungkulin ng Surge Protective Device (SPD)

Ang mga surge protector ang pangunahing kagamitan para sa proteksyon laban sa kidlat at overvoltage sa mga photovoltaic system. Kabilang sa kanilang mga pangunahing tungkulin ang:

- Paglilimita sa mga transient overvoltage: Pagkontrol sa matataas na boltaheng nalilikha ng mga tama ng kidlat o mga pagbabago-bago ng grid sa loob ng ligtas na saklaw.

- Paglalabas ng mga surge current: Mabilis na pagdidirekta ng labis na kuryente papunta sa lupa upang protektahan ang mga kagamitan sa ibaba ng agos.

- Pagpapahusay ng pagiging maaasahan ng sistema: Pagbabawas ng mga pagkabigo ng kagamitan at downtime na dulot ng mga tama ng kidlat o mga surge.

3.3 Aplikasyon ng SPD sa mga sistemang photovoltaic

Ang proteksyon sa pag-agos para sa mga photovoltaic system ay dapat idisenyo sa maraming antas:

- Proteksyon sa panig ng DC (mula sa mga photovoltaic module hanggang sa inverter):

- Magkabit ng Type II SPD sa dulong input ng string upang maiwasan ang induced lightning at operational overvoltage.

- Magkabit ng Type I + II SPD sa DC input end ng inverter upang matugunan ang pinagsamang banta ng direkta at sapilitan na kidlat.

- Proteksyon sa panig ng AC (mula sa inverter hanggang sa grid):

- Magkabit ng Type II SPD sa dulong output ng inverter upang maiwasan ang pagpasok ng overvoltage sa gilid ng grid.

- Magkabit ng Type III SPD sa distribution cabinet upang magbigay ng tumpak na proteksyon para sa mga sensitibong kagamitan.

3.4 Mga pangunahing punto para sa pagpili ng mga surge protector

- Pagtutugma ng antas ng boltahe: Ang pinakamataas na tuluy-tuloy na boltahe ng pagpapatakbo (Uc) ng SPD ay dapat na mas mataas kaysa sa boltahe ng sistema (halimbawa, ang isang 1000Vdc photovoltaic system ay nangangailangan ng SPD na may Uc ≥ 1200V).

- Kapasidad ng kasalukuyang: Ang nominal na discharge current (In) ng DC side SPD ay dapat na ≥ 20kA, at ang maximum na discharge current (Imax) ay dapat na ≥ 40kA.

- Antas ng proteksyon: Ang panlabas na instalasyon ay dapat matugunan ang IP65 o mas mataas na proteksyon, na angkop para sa malupit na kapaligiran.

- Mga pamantayan sa sertipikasyon: Sumusunod sa IEC 61643-31 (pamantayan para sa mga photovoltaic-specific SPD) at UL 1449 at iba pang internasyonal na sertipikasyon.

3.5 Mga potensyal na panganib ng hindi pag-install ng SPD

- Pinsala sa kagamitan: Ang mga elektronikong aparatong may katumpakan tulad ng mga inverter at mga sistema ng pagsubaybay ay mahina sa mga epekto ng surge at mataas ang mga gastos sa pagkukumpuni.

- Pagkawala ng kuryente: Ang mga tama ng kidlat ay nagdudulot ng pagsasara ng sistema, na nakakaapekto sa kita ng kuryente.

- Panganib sa sunog: Ang sobrang boltahe ay maaaring magdulot ng sunog sa kuryente, na nagdudulot ng banta sa kaligtasan ng planta ng kuryente.

4. Pandaigdigan Mga Uso sa Merkado ng PV Surge Protector

4.1 Paglago ng Demand sa Merkado

Kasabay ng mabilis na pagtaas ng kapasidad ng pag-install ng photovoltaic, kasabay nito ay lumawak din ang merkado para sa mga surge protector. Tinatayang lalampas sa 2 bilyong dolyar ang laki ng pandaigdigang merkado ng photovoltaic SPD pagdating ng 2025, na may compound annual growth rate (CAGR) na 15%.

4.2 Direksyon ng teknolohikal na inobasyon

- Matalinong SPD: Nilagyan ng mga function sa pagsubaybay sa kasalukuyang at alarma sa pagkakamali, at sumusuporta sa malayuang operasyon.

- Mas Mataas na Antas ng Boltahe: Ang mga SPD na may mas mataas na rating ng boltahe (tulad ng 1500V) ay naging mainstream na.

- Mas mahabang buhay: Paggamit ng mga bagong sensitibong materyales (tulad ng teknolohiya ng zinc oxide composite), na nagpapahusay sa tibay ng mga SPD.

4.3 Patakaran at Pamantayang Promosyon

- Ang mga internasyonal na pamantayan tulad ng IEC 62305 (Lightning Protection Standard) at IEC 61643-31 (Photovoltaic SPD Standard) ay nag-uutos na ang mga photovoltaic system ay dapat may surge protection.

- Malinaw na itinatakda ng "Mga Teknikal na Espesipikasyon para sa Proteksyon sa Kidlat ng mga Photovoltaic Power Station" (GB/T 32512-2016) sa Tsina ang mga kinakailangan sa pagpili at pag-install para sa SPD.

5.Konklusyon: Hindi kayang gawin ng industriya ng photovoltaic nang walang mga surge protector

Ang mabilis na pag-unlad ng industriya ng photovoltaic ay nagdulot ng malakas na impluwensya sa pandaigdigang transisyon ng enerhiya. Gayunpaman, hindi maaaring balewalain ang mga panganib ng pagtama ng kidlat at surge. Ang mga surge protector, bilang pangunahing garantiya para sa ligtas na operasyon ng mga photovoltaic system, ay maaaring epektibong mabawasan ang panganib ng pinsala sa kagamitan, mapabuti ang kahusayan sa pagbuo ng kuryente, at pahabain ang buhay ng sistema. Sa hinaharap, sa patuloy na paglago ng mga instalasyon ng photovoltaic at pag-unlad ng mga smart grid, ang mga high-performance at lubos na maaasahang SPD ay magiging mahahalagang bahagi ng mga photovoltaic power station.

Para sa mga photovoltaic investor, mga kumpanya ng EPC, at mga operation and maintenance team, ang pagpili ng mga de-kalidad na surge protector na nakakatugon sa mga internasyonal na pamantayan ay isang mahalagang hakbang upang matiyak ang pangmatagalang matatag na operasyon ng power station at mapakinabangan ang kita ng puhunan.