1. Cyfredol statws diwydiant ffotofoltäig (ynni solar)

1.1 Twf Cyflym y Farchnad Ffotofoltäig Byd-eang

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r diwydiant ffotofoltäig byd-eang wedi gweld twf ffrwydrol. Yn ôl data gan yr Asiantaeth Ynni Ryngwladol (IEA), yn 2023, roedd y capasiti gosodedig newydd byd-eang o bŵer ffotofoltäig yn fwy na 350 GW, ac roedd y capasiti gosodedig cronnus yn fwy na 1.5 TW. Mae gwledydd a rhanbarthau fel Tsieina, yr Unol Daleithiau, Ewrop ac India wedi dod yn brif rymoedd gyrru yn y farchnad ffotofoltäig.

- Tsieina: Fel marchnad ffotofoltäig solar fwyaf y byd, ychwanegodd Tsieina dros 200 GW o gapasiti ffotofoltäig solar yn 2023, gan gyfrif am fwy na 57% o'r capasiti newydd a osodwyd yn fyd-eang. Cefnogaeth polisi'r llywodraeth, cynnydd technolegol, a lleihau costau yw'r ffactorau allweddol sy'n gyrru datblygiad diwydiant ffotofoltäig solar Tsieina.

- Ewrop: Wedi'i heffeithio gan y gwrthdaro rhwng Rwsia a Wcráin, cyflymodd Ewrop ei thrawsnewid ynni. Yn 2023, roedd y capasiti newydd a osodwyd o ffotofoltäig solar wedi rhagori ar 60 GW, gyda thwf sylweddol mewn gwledydd fel yr Almaen, Sbaen a'r Iseldiroedd.

- Yr Unol Daleithiau: Wedi'i annog gan y Ddeddf Lleihau Chwyddiant (IRA), parhaodd marchnad ffotofoltäig solar yr Unol Daleithiau i dyfu, gyda chapasiti newydd wedi'i osod o tua 40 GW yn 2023.

- India: Mae llywodraeth India yn hyrwyddo datblygiad ynni adnewyddadwy yn egnïol. Yn 2023, roedd y capasiti gosodedig newydd o ynni ffotofoltäig solar wedi rhagori ar 20 GW, gyda'r nod o gyflawni 500 GW o gapasiti gosodedig ynni adnewyddadwy erbyn 2030.

1.2Cynnydd parhaus mewn technoleg ffotofoltäig

Mae arloesedd parhaus mewn technoleg ffotofoltäig wedi arwain at fwy o effeithlonrwydd a chostau is wrth gynhyrchu ynni solar:

- Technolegau batri effeithlonrwydd uchel fel PERC, TOPCon, a HJT: Mae celloedd PERC (Allyrrydd Goddefol a Chyswllt Cefn) yn parhau i fod y brif ffrwd, ond mae technolegau TOPCon (Cyswllt Goddefol Ocsid Twnnel) a HJT (Heterojunction) yn ehangu eu cyfran o'r farchnad yn raddol oherwydd eu heffeithlonrwydd trosi uwch (>24%).

- Celloedd solar perovskite: Fel y dechnoleg ffotofoltäig genhedlaeth nesaf, mae celloedd perovskite wedi cyflawni effeithlonrwydd labordy dros 33% a disgwylir iddynt fod yn fasnachol hyfyw yn y dyfodol.

- Modiwlau deuwynebol a mowntiau olrhain: Gall modiwlau deuwynebol gynyddu cynhyrchiant pŵer 10% i 20%, tra bod mowntiau olrhain yn optimeiddio ongl digwyddiad golau'r haul, gan wella effeithlonrwydd y system ymhellach.

1.3Y mae cost cynhyrchu pŵer ffotofoltäig yn parhau i ostwng

Dros y degawd diwethaf, mae cost cynhyrchu pŵer ffotofoltäig wedi gostwng mwy nag 80%. Yn ôl IRENA (Asiantaeth Ynni Adnewyddadwy Ryngwladol), mae cost trydan lefeledig fyd-eang (LCOE) ar gyfer pŵer ffotofoltäig yn 2023 wedi gostwng i 0.03 - 0.05 doler yr Unol Daleithiau fesul kWh, sy'n is na chost cynhyrchu pŵer glo a nwy naturiol, gan ei wneud yn un o'r ffynonellau ynni mwyaf cystadleuol.

1.4 Datblygiad cydlynol storio ynni a ffotofoltäig

Oherwydd natur ysbeidiol cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, mae defnyddio systemau storio ynni (megis batris lithiwm, batris sodiwm-ïon, batris llif, ac ati) ar y cyd wedi dod yn duedd. Yn 2023, roedd capasiti newydd ei osod o brosiectau ffotofoltäig byd-eang ynghyd â storio ynni yn fwy na 30 GW, a disgwylir iddo gynnal cyfradd twf uchel yn y degawd nesaf.

2. Y pwysigrwydd y diwydiant ffotofoltäig

2.1 Mynd i'r afael â'r hinsawdd newid a hyrwyddo nodau niwtraliaeth carbon

Mae gwledydd ledled y byd yn cyflymu eu trawsnewid ynni i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr. Mae pŵer solar, fel elfen graidd o ynni glân, yn chwarae rhan hanfodol wrth gyflawni'r nod "niwtraliaeth carbon". Yn ôl Cytundeb Paris, erbyn 2030, mae angen i gyfran fyd-eang ynni adnewyddadwy gyrraedd dros 40%, a bydd pŵer solar yn dod yn un o'r prif ffynonellau ynni.

2.2 Diogelwch ynni ac annibyniaeth

Mae ffynonellau ynni traddodiadol (fel olew a nwy naturiol) yn cael eu dylanwadu'n fawr gan geopolitics, tra bod adnoddau ynni solar wedi'u dosbarthu'n eang a gallant leihau dibyniaeth ar ynni a fewnforir. Er enghraifft, mae Ewrop wedi lleihau ei galw am nwy naturiol Rwsia trwy ddefnyddio gorsafoedd pŵer ffotofoltäig ar raddfa fawr, a thrwy hynny wella ei hymreolaeth ynni.

2.3 Hyrwyddo twf economaidd a chyflogaeth

Mae cadwyn y diwydiant ffotofoltäig yn cynnwys nifer o gysylltiadau megis deunyddiau silicon, wafferi silicon, batris, modiwlau, gwrthdroyddion, cromfachau, a storio ynni, sydd wedi creu miliynau o swyddi ledled y byd. Mae'r gweithwyr uniongyrchol yn niwydiant ffotofoltäig Tsieina yn fwy na 3 miliwn, ac mae'r diwydiannau ffotofoltäig yn Ewrop a'r Unol Daleithiau hefyd yn ehangu'n gyflym.

2.4 Trydaneiddio gwledig a lleddfu tlodi

Mewn gwledydd sy'n datblygu, mae microgridiau ffotofoltäig a systemau solar cartrefi yn darparu trydan i ardaloedd anghysbell ac yn gwella amodau byw trigolion. Er enghraifft, mae'r "Systemau Cartref Solar" yn Affrica wedi helpu degau o filiynau o bobl i ddianc o'r cyflwr o fod heb drydan.

3.Yr angen am ddyfais amddiffyn rhag ymchwydd (SPD) mewn system ffotofoltäig

3.1 Risgiau taro mellt a ymchwyddiadau a wynebir gan systemau ffotofoltäig

Fel arfer, mae gorsafoedd pŵer ffotofoltäig wedi'u gosod mewn mannau agored (megis anialwch, toeau tai, a mynyddoedd), ac maent yn agored iawn i drawiadau mellt ac effeithiau gorfoltedd. Mae'r prif risgiau'n cynnwys:

- Taro mellt uniongyrchol: Taro uniongyrchol ar fodiwlau neu gynhalwyr ffotofoltäig, gan achosi difrod i'r offer.

- Mellt a achosir: Mae'r pwls electromagnetig o fellt yn achosi folteddau uchel mewn ceblau, gan niweidio dyfeisiau electronig fel gwrthdroyddion a rheolyddion.

- Amrywiadau yn y grid: Gall gorfolteddau gweithredol ar ochr y grid (megis gweithredoedd switsh, namau cylched fer) gael eu trosglwyddo i'r system ffotofoltäig.

3.2 Swyddogaeth Dyfais Amddiffynnol rhag Ymchwydd (SPD)

Amddiffynwyr ymchwydd yw'r offer allweddol ar gyfer amddiffyn rhag mellt a amddiffyn rhag gor-foltedd mewn systemau ffotofoltäig. Mae eu prif swyddogaethau'n cynnwys:

- Cyfyngu ar orfolteddau dros dro: Rheoli folteddau uchel a gynhyrchir gan drawiadau mellt neu amrywiadau yn y grid o fewn ystod ddiogel.

- Rhyddhau ceryntau ymchwydd: Cyfeirio ceryntau gormodol yn gyflym i'r ddaear i amddiffyn offer i lawr yr afon.

- Gwella dibynadwyedd system: Lleihau methiannau offer ac amser segur a achosir gan drawiadau mellt neu ymchwyddiadau.

3.3 Cymhwyso SPD mewn systemau ffotofoltäig

Dylid dylunio'r amddiffyniad rhag ymchwydd ar gyfer systemau ffotofoltäig mewn sawl lefel:

- Amddiffyniad ar ochr DC (o fodiwlau ffotofoltäig i'r gwrthdröydd):

- Gosodwch SPD Math II ar ben mewnbwn y llinyn i atal mellt a achosir a gorfolteddau gweithredol.

- Gosodwch SPD Math I + II ar ben mewnbwn DC y gwrthdröydd i fynd i'r afael â'r bygythiad cyfun o fellt uniongyrchol a mellt ysgogedig.

- Amddiffyniad ar ochr AC (o'r gwrthdröydd i'r grid):

- Gosodwch SPD Math II ar ben allbwn y gwrthdröydd i atal ymyrraeth gorfoltedd ochr y grid.

- Gosodwch SPD Math III yn y cabinet dosbarthu i ddarparu amddiffyniad manwl gywir ar gyfer offer sensitif.

3.4 Pwyntiau allweddol ar gyfer dewis amddiffynwyr ymchwydd

- Paru lefel foltedd: Rhaid i'r foltedd gweithredu parhaus uchaf (Uc) o'r SPD fod yn uwch na foltedd y system (er enghraifft, mae system ffotofoltäig 1000Vdc angen SPD gydag Uc ≥ 1200V).

- Capasiti cyfredol: Dylai'r cerrynt rhyddhau enwol (In) o'r SPD ochr DC fod yn ≥ 20kA, a dylai'r cerrynt rhyddhau uchaf (Imax) fod yn ≥ 40kA.

- Lefel amddiffyn: Rhaid i osod awyr agored fodloni amddiffyniad IP65 neu uwch, sy'n addas ar gyfer amgylcheddau llym.

- Safonau ardystio: Yn cydymffurfio ag IEC 61643-31 (safon ar gyfer SPDs penodol i ffotofoltäig) ac UL 1449 ac ardystiadau rhyngwladol eraill.

3.5 Risgiau posibl o beidio â gosod SPD

- Difrod i offer: Mae dyfeisiau electronig manwl gywir fel gwrthdroyddion a systemau monitro yn agored i effeithiau ymchwydd ac mae'r costau atgyweirio yn uchel.

- Colli cynhyrchu pŵer: Mae mellt yn achosi cau system, gan effeithio ar elw cynhyrchu pŵer.

- Perygl tân: Gall gorfoltedd sbarduno tanau trydanol, gan beri bygythiad i ddiogelwch yr orsaf bŵer.

4. Byd-eang Tueddiadau Marchnad Amddiffynnydd Ymchwydd PV

4.1 Twf Galw'r Farchnad

Gyda'r cynnydd cyflym mewn capasiti gosod ffotofoltäig, mae'r farchnad ar gyfer amddiffynwyr ymchwydd hefyd wedi ehangu ar yr un pryd. Rhagwelir y bydd maint marchnad SPD ffotofoltäig fyd-eang yn fwy na 2 biliwn o ddoleri'r UD erbyn 2025, gyda chyfradd twf blynyddol gyfansawdd (CAGR) o 15%.

4.2 Cyfeiriad arloesi technolegol

- SPD Deallus: Wedi'i gyfarparu â swyddogaethau monitro cyfredol a larwm nam, a chefnogi gweithrediad o bell.

- Lefelau foltedd uwch: Mae SPDs â graddfeydd foltedd uwch (fel 1500V) wedi dod yn brif ffrwd.

- Oes hirach: Defnyddio deunyddiau sensitif newydd (megis technoleg cyfansawdd sinc ocsid), gan wella gwydnwch SPDs.

4.3 Polisi a Hyrwyddo Safonol

- Mae safonau rhyngwladol fel IEC 62305 (Safon Diogelu rhag Mellt) ac IEC 61643-31 (Safon SPD Ffotofoltäig) yn gorchymyn bod systemau ffotofoltäig yn cael eu cyfarparu ag amddiffyniad rhag ymchwyddiadau.

- Mae'r "Manylebau Technegol ar gyfer Diogelu Mellt Gorsafoedd Pŵer Ffotofoltäig" (GB/T 32512-2016) yn Tsieina yn nodi'n glir y gofynion dethol a gosod ar gyfer SPD.

5.Casgliad: Ni all y diwydiant ffotofoltäig wneud heb amddiffynwyr ymchwydd

Mae datblygiad cyflym y diwydiant ffotofoltäig wedi rhoi hwb cryf i'r trawsnewid ynni byd-eang. Fodd bynnag, ni ellir anwybyddu risgiau mellt a chyflymderau. Gall amddiffynwyr cyflymder, fel y warant allweddol ar gyfer gweithrediad diogel systemau ffotofoltäig, leihau'r risg o ddifrod i offer yn effeithiol, gwella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer, ac ymestyn oes y system. Yn y dyfodol, gyda thwf parhaus gosodiadau ffotofoltäig a datblygiad gridiau clyfar, bydd SPDs perfformiad uchel a dibynadwy iawn yn dod yn gydrannau hanfodol o orsafoedd pŵer ffotofoltäig.

I fuddsoddwyr ffotofoltäig, cwmnïau EPC a thimau gweithredu a chynnal a chadw, mae dewis amddiffynwyr ymchwydd o ansawdd uchel sy'n bodloni safonau rhyngwladol yn fesur hanfodol i sicrhau gweithrediad sefydlog hirdymor yr orsaf bŵer a gwneud y mwyaf o'r enillion buddsoddi.