Cyflwyniad

Yng nghyd-destun trawsnewid strwythur ynni byd-eang, mae systemau cynhyrchu pŵer ffotofoltäig (solar), oherwydd eu nodweddion glân, adnewyddadwy a chynaliadwy, yn dod yn rhan bwysig o'r sector ynni newydd. Fodd bynnag, yn ystod gweithrediad, mae systemau ffotofoltäig yn wynebu amrywiol fygythiadau trydanol megis taro mellt, amrywiadau grid, a gollyngiadau electrostatig, a all achosi difrod i offer, cau systemau, a hyd yn oed canlyniadau difrifol fel tanau. Gall amddiffynwyr ymchwydd (Dyfais Amddiffynnol Ymchwydd, SPD) fel y gydran graidd ar gyfer diogelwch trydanol mewn systemau ffotofoltäig atal gor-folteddau dros dro a cheryntau ymchwydd yn effeithiol, gan sicrhau gweithrediad sefydlog y system. Bydd yr erthygl hon yn archwilio rôl allweddol, egwyddorion technegol, meini prawf dethol, a thueddiadau marchnad amddiffynwyr ymchwydd mewn systemau ffotofoltäig yn fanwl, er mwyn helpu ymarferwyr y diwydiant i ddeall eu pwysigrwydd yn well.

Ⅰ. Bygythiadau Trydanol sy'n Wynebu Systemau Ffotofoltäig a'r Angenrheidrwydd ar gyfer Amddiffyniad rhag Ymchwyddiadau

1.1 Nodweddion amgylchedd trydanol y system ffotofoltäig

Fel arfer, mae systemau ffotofoltäig yn cael eu gosod yn yr awyr agored ac yn agored i amgylcheddau cymhleth, gan eu gwneud yn agored i'r bygythiadau trydanol canlynol.

1.1.1 Taro Mellt

Gall taro mellt uniongyrchol neu drawiad mellt ysgogedig gynhyrchu gorfolteddau dros dro uchel iawn mewn araeau ffotofoltäig, gwrthdroyddion a systemau dosbarthu pŵer.

1.1.2 Newid Gorfoltedd

Gall newid grid, newidiadau llwyth, neu gychwyn-stopio'r gwrthdröydd achosi gorfoltedd gweithredol.

1.1.3 Rhyddhau Electrostatig (ESD)

Mewn amgylcheddau sych, gall cronni statig achosi niwed i offer electronig.

1.1.4 Amrywiad Grid

Gall cynnydd, gostyngiad foltedd sydyn, neu ymyrraeth harmonig effeithio ar sefydlogrwydd y system.

1.2 Peryglon Achoswyd gan Geryntau Ymchwydd i Systemau Ffotofoltäig

Os na chymerir mesurau amddiffyn rhag ymchwyddiadau effeithiol, gall y system ffotofoltäig wynebu'r problemau canlynol:

- Difrod i offer: Mae dyfeisiau electronig manwl gywir fel gwrthdroyddion, rheolyddion a systemau monitro yn agored i effeithiau ymchwydd a gallant gamweithio.

- Effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer is: Gall ymyrraeth drydanol mynych achosi cau system, gan leihau faint o drydan a gynhyrchir.

- Peryglon diogelwch: Gall foltedd gormodol arwain at danau trydanol, gan beri risgiau i fywyd dynol ac eiddo.

1.3 Y Craidd Swyddogaeth o Amddiffynwyr Ymchwydd

Gall yr amddiffynnydd ymchwydd ryddhau'r cerrynt ymchwydd yn gyflym a chyfyngu ar y gor-foltedd, gan sicrhau bod holl gydrannau'r system ffotofoltäig yn gweithredu o fewn ystod foltedd ddiogel. Mae'n warant bwysig ar gyfer dibynadwyedd a hyd oes y system ffotofoltäig.

Ⅱ. Gweithio Egwyddor a Dosbarthiad Technegol Amddiffynwyr Ymchwydd

2.1 Sylfaenol Gweithio Egwyddor Amddiffynwyr Ymchwydd

Prif swyddogaeth SPD yw canfod gorfoltedd o fewn fframiau amser nanoeiliad ac amddiffyn y system trwy'r dulliau canlynol

• Clampio foltedd: Defnyddio cydrannau fel varistorau (MOV) a thiwbiau rhyddhau nwy (GDT) i gyfyngu gor-foltedd i lefel ddiogel.

• Gwasgaru ynni: Trosi'r cerrynt ymchwydd i'r ddaear i'w atal rhag llifo i'r offer.

• Adferiad awtomatig: Gall rhai SPDs ddychwelyd yn awtomatig i'w cyflwr gweithredu arferol ar ôl ymchwydd.

2.2 Technegol Nodweddion Amddiffynwyr Ymchwydd Arbennig ar gyfer Systemau Ffotofoltäig

Oherwydd nodweddion systemau ffotofoltäig, mae angen i SPD y systemau hyn fodloni'r gofynion canlynol:

- Gwrthiant foltedd uchel: Gall foltedd DC y rhes ffotofoltäig gyrraedd uwchlaw 1000V, ac mae angen paru'r SPD â lefel foltedd uchel.

- Capasiti cerrynt mawr: Yn gallu gwrthsefyll effeithiau ynni uchel yn ystod taro mellt neu gylchedau byr.

- Foltedd gweddilliol isel: Yn sicrhau nad yw'r offer gwarchodedig yn cael ei effeithio gan folteddau rhy uchel.

- Gwrthiant tywydd: Yn addasu i amodau awyr agored llym fel tymereddau uchel ac isel, ac ymbelydredd uwchfioled.

2.3 Dosbarthiad o Amddiffynwyr Ymchwydd

Yn ôl lleoliad a swyddogaeth y cais, gellir dosbarthu SPD ffotofoltäig fel:

• SPD ochr DC: Wedi'i ddefnyddio rhwng y modiwl ffotofoltäig a'r gwrthdröydd, i amddiffyn rhag ymchwyddiadau ochr DC.

• SPD ochr AC: Fe'i defnyddir ar ben allbwn y gwrthdröydd, i amddiffyn rhag ymchwyddiadau o ochr y grid.

• SPD Signal: Wedi'i ddefnyddio ar gyfer amddiffyn rhag mellt ar linellau caffael data a chyfathrebu.

Ⅲ. Dewis a Chanllawiau Gosod ar gyfer Amddiffynwyr Ymchwydd Ffotofoltäig

3.1 Allwedd Paramedrau ar gyfer Dewis

• Foltedd gweithredu parhaus uchaf (Uc): Rhaid iddo fod yn uwch na foltedd gweithredu uchaf y system.

• Cerrynt rhyddhau enwol (In): Yn adlewyrchu gallu goddefgarwch ymchwydd yr SPD. Yn gyffredinol, argymhellir gwerth uwchlaw 20kA.

• Lefel amddiffyn foltedd (I fyny): Po isaf yw'r foltedd gweddilliol, y gorau yw'r effaith amddiffyn.

• Gradd amddiffyn IP: Ar gyfer gosod yn yr awyr agored, mae angen iddo gyrraedd IP65 neu uwch.

3.2 Gosod Manylebau

- Gosodiad ochr DC: Wedi'i leoli'n agos at y rhes ffotofoltäig a'r gwrthdröydd i leihau ymchwyddiadau anwythol llinell.

- Gofynion seilio: Sicrhewch seilio rhwystriant isel i wella effeithlonrwydd gwasgaru cerrynt.

- Amddiffyniad rhaeadrol: Defnyddiwch SPDs lluosog (megis Dosbarth I + Dosbarth II) i gyflawni amddiffyniad mwy cynhwysfawr.

Ⅳ.Byd-eang Solar Tueddiadau Marchnad Amddiffynnydd Ymchwydd

4.1 Gyrru Ffactorau ar gyfer Twf Galw'r Farchnad

- Mae capasiti gosodedig pŵer ffotofoltäig yn parhau i gynyddu (disgwylir y bydd capasiti gosodedig byd-eang pŵer ffotofoltäig yn fwy na 3000 GW erbyn 2030).

- Mae rheoliadau diogelwch trydanol gwahanol wledydd yn mynd yn fwy llym (megis safonau fel IEC 61643 ac UL 1449).

- Mae sylw'r perchnogion i ddibynadwyedd a hyd oes y system wedi cynyddu.

4.2 Arloesedd Cyfeiriad mewn Technoleg

- SPD deallus: Swyddogaeth fonitro integredig, sy'n gallu gwneud larwm o bell a gwneud diagnosis o fai.

- Dyluniad modiwlaidd: Yn hwyluso cynnal a chadw ac ailosod.

- Addasrwydd tymheredd eang: Yn gallu gwrthsefyll amodau hinsoddol eithafol.

Ⅴ. Casgliad

Amddiffynwyr ymchwydd yw'r warant allweddol ar gyfer gweithrediad diogel a sefydlog systemau ffotofoltäig. Mae eu dewis, eu gosod a'u cynnal a'u cadw yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer a hyd oes y system. Gyda datblygiad cyflym y diwydiant ffotofoltäig, bydd SPDs perfformiad uchel a deallus yn dod yn brif ffrwd yn y farchnad. Dylai mentrau gryfhau ymchwil a datblygu technolegol a darparu cynhyrchion o ansawdd uchel sy'n cydymffurfio â safonau rhyngwladol i ddiwallu'r galw cynyddol am ddiogelwch trydanol yn y farchnad ffotofoltäig fyd-eang.