සූර්ය පද්ධතිවල සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් වල වැදගත්කම
1. වත්මන් තත්ත්වය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා (සූර්ය බලශක්ති) කර්මාන්තයේ
1.1 ශ්රේණිය ගෝලීය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා වෙළඳපොලේ වේගවත් වර්ධනය
මෑත වසරවලදී, ගෝලීය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තය පුපුරන සුලු වර්ධනයක් අත්විඳ ඇත. ජාත්යන්තර බලශක්ති ඒජන්සියේ (IEA) දත්ත වලට අනුව, 2023 දී, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලයේ ගෝලීය නව ස්ථාපිත ධාරිතාව 350 GW ඉක්මවා ගිය අතර, සමුච්චිත ස්ථාපිත ධාරිතාව 1.5 TW ඉක්මවා ගියේය. චීනය, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, යුරෝපය සහ ඉන්දියාව වැනි රටවල් සහ කලාප ප්රකාශ වෝල්ටීයතා වෙළඳපොලේ ප්රධාන ගාමක බලවේග බවට පත්ව ඇත.
- චීනය: ලොව විශාලතම සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා වෙළඳපොළ ලෙස, චීනය 2023 දී සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ධාරිතාව 200 GW ට වඩා වැඩි කළ අතර එය ගෝලීය නව ස්ථාපිත ධාරිතාවෙන් 57% කට වඩා වැඩිය. රජයේ ප්රතිපත්ති සහාය, තාක්ෂණික ප්රගතිය සහ පිරිවැය අඩු කිරීම චීනයේ සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ දියුණුවට බලපාන ප්රධාන සාධක වේ.
- යුරෝපය: රුසියානු-යුක්රේන ගැටුමෙන් බලපෑමට ලක් වූ යුරෝපය එහි බලශක්ති සංක්රාන්තිය වේගවත් කළේය. 2023 දී, ජර්මනිය, ස්පාඤ්ඤය සහ නෙදර්ලන්තය වැනි රටවල සැලකිය යුතු වර්ධනයක් සමඟින්, සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතාවයේ නව ස්ථාපිත ධාරිතාව 60 GW ඉක්මවා ගියේය.
- එක්සත් ජනපදය: උද්ධමනය අඩු කිරීමේ පනත (IRA) මගින් දිරිමත් කරන ලද එක්සත් ජනපද සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා වෙළඳපොළ 2023 දී දළ වශයෙන් 40 GW නව ස්ථාපිත ධාරිතාවක් සමඟින් අඛණ්ඩව වර්ධනය විය.
- ඉන්දියාව: ඉන්දීය රජය පුනර්ජනනීය බලශක්ති සංවර්ධනය දැඩි ලෙස ප්රවර්ධනය කරයි. 2023 දී, සූර්ය ප්රකාශ වෝල්ටීයතාවයේ නව ස්ථාපිත ධාරිතාව 20 GW ඉක්මවා ගිය අතර, 2030 වන විට පුනර්ජනනීය බලශක්ති ස්ථාපිත ධාරිතාව 500 GW කරා ළඟා වීමේ ඉලක්කය ඇත.
1.2ප්රකාශ වෝල්ටීයතා තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ ප්රගතිය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ නවෝත්පාදනයන් සූර්ය බලශක්ති උත්පාදනයේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීමට සහ පිරිවැය අඩු කිරීමට හේතු වී ඇත:
- PERC, TOPCon, සහ HJT වැනි ඉහළ කාර්යක්ෂමතා බැටරි තාක්ෂණයන්: PERC (නිෂ්ක්රීය විමෝචක සහ පසුපස සම්බන්ධතා) සෛල ප්රධාන ධාරාවේ පවතී, නමුත් TOPCon (උමං ඔක්සයිඩ් නිෂ්ක්රීය සම්බන්ධතා) සහ HJT (හෙටෙරොජන්ෂන්) තාක්ෂණයන් ඒවායේ ඉහළ පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව (> 24%) හේතුවෙන් ක්රමයෙන් වෙළඳපල කොටස පුළුල් කරමින් සිටී.
- පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂ: ඊළඟ පරම්පරාවේ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා තාක්ෂණය ලෙස, පෙරොව්ස්කයිට් සෛල 33% ට වඩා රසායනාගාර කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගෙන ඇති අතර අනාගතයේදී වාණිජමය වශයෙන් ශක්ය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.
- ද්විමුහුර්ත මොඩියුල සහ ලුහුබැඳීමේ සවි කිරීම්: ද්විමුහුර්ත මොඩියුල මඟින් බලශක්ති උත්පාදනය 10% සිට 20% දක්වා වැඩි කළ හැකි අතර, ලුහුබැඳීමේ සවි කිරීම් මඟින් හිරු එළිය වැටෙන කෝණය ප්රශස්ත කරයි, පද්ධති කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරයි.
1.3 යිඑම ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බල උත්පාදනයේ පිරිවැය අඛණ්ඩව පහත වැටේ.
පසුගිය දශකය තුළ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බල උත්පාදනයේ පිරිවැය 80% කට වඩා පහත වැටී ඇත. IRENA (ජාත්යන්තර පුනර්ජනනීය බලශක්ති ඒජන්සිය) ට අනුව, 2023 දී ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලය සඳහා ගෝලීය මට්ටමේ විදුලි පිරිවැය (LCOE) kWh ට ඇමරිකානු ඩොලර් 0.03 - 0.05 දක්වා පහත වැටී ඇති අතර එය ගල් අඟුරු සහ ස්වාභාවික වායු බල උත්පාදනයට වඩා අඩු බැවින් එය වඩාත්ම තරඟකාරී බලශක්ති ප්රභවයක් බවට පත් කරයි.
1.4 බලශක්ති ගබඩා කිරීම සහ ප්රකාශ වෝල්ටීයතාව සම්බන්ධීකරණ සංවර්ධනය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බල උත්පාදනයේ අතරමැදි ස්වභාවය හේතුවෙන්, බලශක්ති ගබඩා පද්ධති (ලිතියම් බැටරි, සෝඩියම්-අයන බැටරි, ප්රවාහ බැටරි ආදිය) ඒකාබද්ධව භාවිතා කිරීම ප්රවණතාවක් බවට පත්ව ඇත. 2023 දී, ගෝලීය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ප්ලස් බලශක්ති ගබඩා ව්යාපෘතිවල අලුතින් ස්ථාපනය කරන ලද ධාරිතාව 30 GW ඉක්මවා ගිය අතර, ඉදිරි දශකය තුළ එය ඉහළ වර්ධන වේගයක් පවත්වා ගැනීමට අපේක්ෂා කෙරේ.
2. එම වැදගත්කම ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ
2.1 ශ්රේණිය දේශගුණයට මුහුණ දීම කාබන් උදාසීනතා ඉලක්ක වෙනස් කිරීම සහ ප්රවර්ධනය කිරීම
ලොව පුරා රටවල් හරිතාගාර වායු විමෝචනය අඩු කිරීම සඳහා ඔවුන්ගේ බලශක්ති සංක්රාන්තිය වේගවත් කරමින් සිටී. පිරිසිදු බලශක්තියේ මූලික අංගයක් ලෙස සූර්ය බලශක්තිය, "කාබන් උදාසීනත්වය" ඉලක්කය සපුරා ගැනීම සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. පැරිස් ගිවිසුමට අනුව, 2030 වන විට, පුනර්ජනනීය බලශක්තියේ ගෝලීය කොටස 40% ඉක්මවිය යුතු අතර, සූර්ය බලශක්තිය ප්රධාන බලශක්ති ප්රභවයක් බවට පත්වනු ඇත.
2.2 බලශක්ති ආරක්ෂාව සහ ස්වාධීනත්වය
සාම්ප්රදායික බලශක්ති ප්රභවයන් (තෙල් සහ ස්වාභාවික වායු වැනි) භූ දේශපාලනයෙන් බෙහෙවින් බලපෑමට ලක් වන අතර, සූර්ය බලශක්ති සම්පත් පුළුල් ලෙස ව්යාප්ත වී ඇති අතර ආනයනික බලශක්තිය මත යැපීම අඩු කළ හැකිය. නිදසුනක් වශයෙන්, යුරෝපය මහා පරිමාණ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාර යෙදවීමෙන් රුසියානු ස්වාභාවික වායු සඳහා ඇති ඉල්ලුම අඩු කර ඇති අතර එමඟින් එහි බලශක්ති ස්වාධීනත්වය වැඩි දියුණු කර ඇත.
2.3 ආර්ථික වර්ධනය සහ රැකියා ප්රවර්ධනය කිරීම
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්ත දාමයට සිලිකන් ද්රව්ය, සිලිකන් වේෆර්, බැටරි, මොඩියුල, ඉන්වර්ටර්, වරහන් සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම වැනි බහු සබැඳි ඇතුළත් වන අතර එමඟින් ලොව පුරා රැකියා මිලියන ගණනක් නිර්මාණය වී ඇත. චීනයේ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ සෘජු සේවකයින් මිලියන 3 ඉක්මවන අතර යුරෝපයේ සහ එක්සත් ජනපදයේ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්ත ද වේගයෙන් ව්යාප්ත වෙමින් පවතී.
2.4 ග්රාමීය විදුලියකරණය සහ දරිද්රතාවය පිටුදැකීම
සංවර්ධනය වෙමින් පවතින රටවල, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ක්ෂුද්ර ජාලක සහ ගෘහස්ථ සූර්ය පද්ධති දුරස්ථ ප්රදේශවලට විදුලිය සපයන අතර පදිංචිකරුවන්ගේ ජීවන තත්ත්වය වැඩිදියුණු කරයි. නිදසුනක් වශයෙන්, අප්රිකාවේ "සූර්ය නිවාස පද්ධති" මිලියන ගණනක් ජනතාවට විදුලිය නොමැති තත්වයෙන් මිදීමට උපකාර කර ඇත.
3.ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතියේ සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංගයේ (SPD) අවශ්යතාවය
3.1 ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති මුහුණ දෙන අකුණු සැර වැදීමේ සහ රළ පහරවල් ඇතිවීමේ අවදානම්
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාර සාමාන්යයෙන් විවෘත ප්රදේශවල (කාන්තාර, වහලවල් සහ කඳු වැනි) ස්ථාපනය කර ඇති අතර, අකුණු සැර වැදීම සහ අධි වෝල්ටීයතා බලපෑම් වලට බෙහෙවින් ගොදුරු වේ. ප්රධාන අවදානම් අතරට:
- සෘජු අකුණු සැර වැදීම: ප්රකාශ වෝල්ටීයතා මොඩියුල හෝ ආධාරක මත සෘජුවම වැදීමෙන් උපකරණයට හානි සිදු වේ.
- ප්රේරිත අකුණු: අකුණු වලින් ඇතිවන විද්යුත් චුම්භක ස්පන්දනය කේබල්වල අධි වෝල්ටීයතාවයක් ඇති කරන අතර, ඉන්වර්ටර් සහ පාලක වැනි ඉලෙක්ට්රොනික උපාංගවලට හානි කරයි.
- ජාලක උච්චාවචනයන්: ජාලක පැත්තේ ක්රියාකාරී අධි වෝල්ටීයතා (ස්විච ක්රියා, කෙටි පරිපථ දෝෂ වැනි) ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතියට සම්ප්රේෂණය විය හැකිය.
3.2 සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංගයේ (SPD) ක්රියාකාරිත්වය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල අකුණු ආරක්ෂණය සහ අධි වෝල්ටීයතා ආරක්ෂාව සඳහා ප්රධාන උපකරණ වන්නේ සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් ය. ඒවායේ ප්රධාන කාර්යයන් අතරට:
- අස්ථිර අධි වෝල්ටීයතා සීමා කිරීම: අකුණු සැර වැදීමෙන් හෝ ජාලක උච්චාවචනයන් මගින් ජනනය වන අධි වෝල්ටීයතා ආරක්ෂිත පරාසයක් තුළ පාලනය කිරීම.
- සර්ජ් ධාරා විසර්ජනය කිරීම: පහළට ගලා යන උපකරණ ආරක්ෂා කිරීම සඳහා අධික ධාරා ඉක්මනින් බිමට යොමු කිරීම.
- පද්ධති විශ්වසනීයත්වය වැඩි දියුණු කිරීම: අකුණු සැර වැදීම හෝ රළ පහරවල් නිසා ඇතිවන උපකරණ අසමත්වීම් සහ අක්රිය කාලය අඩු කිරීම.
3.3 ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල SPD යෙදීම
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති සඳහා සර්ජ් ආරක්ෂාව බහු මට්ටම් වලින් නිර්මාණය කළ යුතුය:
- DC පැත්තේ ආරක්ෂාව (ප්රකාශ වෝල්ටීයතා මොඩියුලවල සිට ඉන්වර්ටර් දක්වා):
- ප්රේරිත අකුණු සහ ක්රියාකාරී අධි වෝල්ටීයතා වැළැක්වීම සඳහා නූලෙහි ආදාන කෙළවරේ II වර්ගයේ SPD ස්ථාපනය කරන්න.
- සෘජු සහ ප්රේරිත අකුණු වල ඒකාබද්ධ තර්ජනයට මුහුණ දීම සඳහා ඉන්වර්ටරයේ DC ආදාන කෙළවරේ I + II SPD වර්ගය ස්ථාපනය කරන්න.
- AC පැත්තේ ආරක්ෂාව (ඉන්වර්ටරයේ සිට ජාලකය දක්වා):
- ජාලක පැත්තේ අධි වෝල්ටීයතා ආක්රමණය වැළැක්වීම සඳහා ඉන්වර්ටරයේ ප්රතිදාන කෙළවරේ II වර්ගයේ SPD ස්ථාපනය කරන්න.
- සංවේදී උපකරණ සඳහා නිරවද්ය ආරක්ෂාව සැපයීම සඳහා බෙදාහැරීමේ කැබිනට්ටුව තුළ III වර්ගයේ SPD ස්ථාපනය කරන්න.
3.4 සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් තෝරා ගැනීම සඳහා ප්රධාන කරුණු
- වෝල්ටීයතා මට්ටමේ ගැලපීම: SPD හි උපරිම අඛණ්ඩ මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාවය (Uc) පද්ධති වෝල්ටීයතාවයට වඩා වැඩි විය යුතුය (උදාහරණයක් ලෙස, 1000Vdc ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතියකට Uc ≥ 1200V සහිත SPD අවශ්ය වේ).
- ධාරා ධාරිතාව: DC පැත්තේ SPD හි නාමික විසර්ජන ධාරාව (In) ≥ 20kA විය යුතු අතර, උපරිම විසර්ජන ධාරාව (Imax) ≥ 40kA විය යුතුය.
- ආරක්ෂණ මට්ටම: එළිමහන් ස්ථාපනය IP65 හෝ ඊට වැඩි ආරක්ෂාවක් සපුරාලිය යුතුය, කටුක පරිසරයන් සඳහා සුදුසු වේ.
- සහතික කිරීමේ ප්රමිතීන්: IEC 61643-31 (ප්රකාශ වෝල්ටීයතා-විශේෂිත SPD සඳහා ප්රමිතිය) සහ UL 1449 සහ අනෙකුත් ජාත්යන්තර සහතික වලට අනුකූල වේ.
3.5 SPD ස්ථාපනය නොකිරීමේ විභව අවදානම්
- උපකරණ හානි: ඉන්වර්ටර් සහ අධීක්ෂණ පද්ධති වැනි නිරවද්ය ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග රළ පහරවල් වලට ගොදුරු විය හැකි අතර අලුත්වැඩියා වියදම් ඉහළ ය.
- විදුලිබල උත්පාදන පාඩුව: අකුණු සැර වැදීමෙන් පද්ධති වසා දැමීම් සිදු වන අතර එමඟින් විදුලිබල උත්පාදන ලාභයට බලපායි.
- ගිනි උවදුර: අධි වෝල්ටීයතාවය හේතුවෙන් විදුලි ගිනි ඇති විය හැකි අතර, එය බලාගාරයේ ආරක්ෂාවට තර්ජනයක් විය හැකිය.
4. ගෝලීය PV සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් වෙළඳපල ප්රවණතා
4.1 ශ්රේණිය වෙළඳපොළ ඉල්ලුම වර්ධනය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ස්ථාපන ධාරිතාවේ ශීඝ්ර වැඩිවීමත් සමඟ, සර්ජ් ප්රොටෙක්ටර් සඳහා වෙළඳපොළ ද එකවර පුළුල් වී ඇත. 2025 වන විට ගෝලීය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා SPD වෙළඳපොළ ප්රමාණය ඇමරිකානු ඩොලර් බිලියන 2 ඉක්මවනු ඇතැයි පුරෝකථනය කර ඇති අතර, සංයුක්ත වාර්ෂික වර්ධන වේගය (CAGR) 15% කි.
4.2 තාක්ෂණික නවෝත්පාදන දිශාව
- බුද්ධිමත් SPD: වත්මන් නිරීක්ෂණ සහ දෝෂ අනතුරු ඇඟවීමේ කාර්යයන් සහ දුරස්ථ ක්රියාකාරිත්වයට සහාය වීම.
- ඉහළ වෝල්ටීයතා මට්ටම්: ඉහළ වෝල්ටීයතා ශ්රේණිගත කිරීම් (1500V වැනි) සහිත SPDs ප්රධාන ධාරාව බවට පත්ව ඇත.
- දිගු ආයු කාලය: නව සංවේදී ද්රව්ය (සින්ක් ඔක්සයිඩ් සංයුක්ත තාක්ෂණය වැනි) භාවිතා කිරීම, SPD වල කල්පැවැත්ම වැඩි දියුණු කිරීම.
4.3 ප්රතිපත්ති සහ සම්මත ප්රවර්ධනය
- IEC 62305 (අකුණු ආරක්ෂණ ප්රමිතිය) සහ IEC 61643-31 (ප්රකාශ වෝල්ටීයතා SPD ප්රමිතිය) වැනි ජාත්යන්තර ප්රමිතීන්ට අනුව ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති සර්ජ් ආරක්ෂණයෙන් සමන්විත විය යුතුය.
- චීනයේ "ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාරවල අකුණු ආරක්ෂණය සඳහා තාක්ෂණික පිරිවිතර" (GB/T 32512-2016) SPD සඳහා තෝරා ගැනීමේ සහ ස්ථාපන අවශ්යතා පැහැදිලිව නියම කරයි.
5.නිගමනය: ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයට සර්ජ් ආරක්ෂකයන් නොමැතිව කළ නොහැක.
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ වේගවත් සංවර්ධනය ගෝලීය බලශක්ති සංක්රාන්තියට ප්රබල තල්ලුවක් ලබා දී ඇත. කෙසේ වෙතත්, අකුණු සැර වැදීම සහ සර්ජ් අවදානම් නොසලකා හැරිය නොහැක. ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල ආරක්ෂිත ක්රියාකාරිත්වය සඳහා ප්රධාන සහතිකය ලෙස සර්ජ් ආරක්ෂකයන්ට උපකරණ හානිවීමේ අවදානම ඵලදායී ලෙස අඩු කිරීමට, බලශක්ති උත්පාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට සහ පද්ධති ආයු කාලය දීර්ඝ කිරීමට හැකිය. අනාගතයේදී, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ස්ථාපනයන්හි අඛණ්ඩ වර්ධනය සහ ස්මාර්ට් ජාල සංවර්ධනය සමඟ, ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහ ඉතා විශ්වාසදායක SPDs ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බලාගාරවල අත්යවශ්ය අංග බවට පත්වනු ඇත.
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ආයෝජකයින්, EPC සමාගම් සහ මෙහෙයුම් සහ නඩත්තු කණ්ඩායම් සඳහා, ජාත්යන්තර ප්රමිතීන්ට අනුකූල උසස් තත්ත්වයේ සර්ජ් ආරක්ෂකයන් තෝරා ගැනීම බලාගාරයේ දිගුකාලීන ස්ථාවර ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සහ ආයෝජන ප්රතිලාභ උපරිම කිරීම සඳහා තීරණාත්මක පියවරකි.