1. Hozirgi holat fotovoltaik (quyosh energiyasi) sanoati

1.1 Global fotovoltaik bozorning tez o'sishi

So'nggi yillarda global fotovoltaik sanoati portlovchi o'sishga guvoh bo'ldi. Xalqaro energetika agentligi (IEA) ma'lumotlariga ko'ra, 2023-yilda global miqyosda yangi o'rnatilgan fotovoltaik quvvat 350 GVt dan oshdi va umumiy o'rnatilgan quvvat 1,5 TVt dan oshdi. Xitoy, Amerika Qo'shma Shtatlari, Yevropa va Hindiston kabi mamlakatlar va mintaqalar fotovoltaik bozorining asosiy harakatlantiruvchi kuchlariga aylandi.

- Xitoy: Dunyodagi eng yirik quyosh fotoelektr bozori sifatida, Xitoy 2023-yilda 200 GVt dan ortiq quyosh fotoelektr quvvatini qo'shdi, bu global yangi o'rnatilgan quvvatning 57% dan ortig'ini tashkil etadi. Hukumatning siyosat qo'llab-quvvatlashi, texnologik taraqqiyot va xarajatlarni kamaytirish Xitoyning quyosh fotoelektr sanoatini rivojlantirishning asosiy omillaridir.

- Yevropa: Rossiya-Ukraina mojarosidan ta'sirlangan Yevropa energiya o'tishini tezlashtirdi. 2023-yilda quyosh fotoelektrlarining yangi o'rnatilgan quvvati 60 GVt dan oshdi, Germaniya, Ispaniya va Niderlandiya kabi mamlakatlarda esa sezilarli o'sish kuzatildi.

- Qo'shma Shtatlar: Inflyatsiyani pasaytirish to'g'risidagi qonun (IRA) tomonidan rag'batlantirilgan AQSh quyosh fotoelektr bozori o'sishda davom etdi va 2023-yilda taxminan 40 GVt yangi o'rnatilgan quvvatga ega bo'ldi.

- Hindiston: Hindiston hukumati qayta tiklanadigan energiyani rivojlantirishni faol qo'llab-quvvatlamoqda. 2023-yilda quyosh fotoelektrlarining yangi o'rnatilgan quvvati 20 GVt dan oshdi va 2030-yilga kelib 500 GVt qayta tiklanadigan energiya o'rnatilgan quvvatiga erishish maqsadi qo'yildi.

1.2Fotovoltaik texnologiyada doimiy taraqqiyot

Fotovoltaik texnologiyalardagi doimiy innovatsiyalar quyosh energiyasi ishlab chiqarishda samaradorlikni oshirish va xarajatlarni kamaytirishga olib keldi:

- PERC, TOPCon va HJT kabi yuqori samarali batareya texnologiyalari: PERC (Passiv Emitter va Orqa Kontakt) elementlari asosiy oqim bo'lib qolmoqda, ammo TOPCon (Tunnel Oxide Passiv Kontakt) va HJT (Geterojunction) texnologiyalari yuqori konversiya samaradorligi (>24%) tufayli bozor ulushini asta-sekin kengaytirmoqda.

- Perovskit quyosh batareyalari: Keyingi avlod fotovoltaik texnologiyasi sifatida perovskit batareyalari laboratoriya samaradorligini 33% dan yuqori ko'rsatkichlarga erishdi va kelajakda tijorat maqsadlarida foydalanishga yaroqli bo'lishi kutilmoqda.

- Ikki tomonlama modullar va kuzatuv moslamalari: Ikki tomonlama modullar energiya ishlab chiqarishni 10% dan 20% gacha oshirishi mumkin, kuzatuv moslamalari esa quyosh nuri tushish burchagini optimallashtiradi va tizim samaradorligini yanada oshiradi.

1.3The Fotovoltaik energiya ishlab chiqarish narxi pasayishda davom etmoqda

So'nggi o'n yil ichida fotovoltaik energiya ishlab chiqarish qiymati 80% dan ortiqqa pasaydi. IRENA (Xalqaro qayta tiklanadigan energiya agentligi) ma'lumotlariga ko'ra, 2023-yilda fotovoltaik energiya uchun elektr energiyasining global miqyosdagi tekislangan qiymati (LCOE) kVt/soat uchun 0,03-0,05 AQSh dollarigacha tushdi, bu ko'mir va tabiiy gaz energiyasini ishlab chiqarish narxidan past, bu esa uni eng raqobatbardosh energiya manbalaridan biriga aylantiradi.

1.4 Energiyani saqlash va fotovoltaik texnologiyalarni muvofiqlashtirilgan rivojlantirish

Fotovoltaik energiya ishlab chiqarishning uzluksiz tabiati tufayli energiya saqlash tizimlaridan (masalan, lityum batareyalar, natriy-ion batareyalar, oqim batareyalari va boshqalar) birgalikda foydalanish tendentsiyaga aylandi. 2023-yilda global fotovoltaik plyus energiya saqlash loyihalarining yangi o'rnatilgan quvvati 30 GVt dan oshdi va keyingi o'n yillikda yuqori o'sish sur'atlarini saqlab qolishi kutilmoqda.

2. The ahamiyati fotovoltaik sanoatining

2.1 Iqlimni hal qilish uglerod neytralligi maqsadlarini o'zgartirish va ilgari surish

Dunyo mamlakatlari issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish uchun energiya almashinuvini tezlashtirmoqda. Toza energiyaning asosiy tarkibiy qismi sifatida quyosh energiyasi "uglerod neytralligi" maqsadiga erishishda muhim rol o'ynaydi. Parij kelishuviga ko'ra, 2030-yilga kelib qayta tiklanadigan energiyaning global ulushi 40% dan oshishi kerak va quyosh energiyasi asosiy energiya manbalaridan biriga aylanadi.

2.2 Energiya xavfsizligi va mustaqilligi

An'anaviy energiya manbalari (masalan, neft va tabiiy gaz) geosiyosatning katta ta'siriga uchraydi, quyosh energiyasi resurslari esa keng tarqalgan va import qilinadigan energiyaga bog'liqlikni kamaytirishi mumkin. Masalan, Yevropa yirik fotoelektr stansiyalarini joylashtirish orqali Rossiya tabiiy gaziga bo'lgan talabni kamaytirdi va shu bilan energiya avtonomiyasini oshirdi.

2.3 Iqtisodiy o'sish va bandlikni rag'batlantirish

Fotovoltaik sanoat zanjiri kremniy materiallari, kremniy plitalari, batareyalar, modullar, invertorlar, qavslar va energiya saqlash kabi ko'plab bo'g'inlarni o'z ichiga oladi, bu esa butun dunyo bo'ylab millionlab ish o'rinlarini yaratdi. Xitoyning fotovoltaik sanoatida bevosita ishchilar soni 3 milliondan oshdi va Yevropa va Qo'shma Shtatlardagi fotovoltaik sanoati ham tez sur'atlar bilan rivojlanmoqda.

2.4 Qishloqlarni elektrlashtirish va qashshoqlikka qarshi kurash

Rivojlanayotgan mamlakatlarda fotoelektr mikrotarmoqlari va maishiy quyosh energiyasi tizimlari chekka hududlarni elektr energiyasi bilan ta'minlaydi va aholining yashash sharoitlarini yaxshilaydi. Masalan, Afrikadagi "Quyosh uy tizimlari" o'n millionlab odamlarga elektr energiyasi yo'qligidan qutulishga yordam berdi.

3.Fotovoltaik tizimda kuchlanishdan himoya qilish moslamasining (SPD) zarurati

3.1 Fotovoltaik tizimlar duch keladigan chaqmoq urishi va kuchlanish xavfi

Fotovoltaik elektr stansiyalari odatda ochiq joylarda (masalan, cho'llar, tomlar va tog'lar) o'rnatiladi va chaqmoq urishi va haddan tashqari kuchlanish ta'siriga juda moyil. Asosiy xavflar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

- To'g'ridan-to'g'ri chaqmoq urishi: Fotovoltaik modullar yoki tayanchlarga to'g'ridan-to'g'ri urilib, uskunaga zarar yetkazish.

- Induksiyalangan chaqmoq: Chaqmoqdan kelib chiqadigan elektromagnit impuls kabellarda yuqori kuchlanishlarni keltirib chiqaradi va invertorlar va kontrollerlar kabi elektron qurilmalarga zarar yetkazadi.

- Tarmoq tebranishlari: Tarmoq tomonidagi operatsion ortiqcha kuchlanishlar (masalan, kommutator harakatlari, qisqa tutashuvdagi nosozliklar) fotovoltaik tizimga uzatilishi mumkin.

3.2 Kuchlanishdan himoya qiluvchi qurilmaning (SPD) funksiyasi

Fotovoltaik tizimlarda chaqmoqdan himoya qilish va haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish uchun asosiy uskunalar kuchlanishdan himoya qiluvchi qurilmalardir. Ularning asosiy funktsiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

- Vaqtinchalik ortiqcha kuchlanishlarni cheklash: Chaqmoq urishi yoki elektr tarmog'ining tebranishlari natijasida hosil bo'lgan yuqori kuchlanishlarni xavfsiz diapazonda boshqarish.

- Kuchli toklarni zaryadsizlantirish: Pastki oqimdagi uskunalarni himoya qilish uchun ortiqcha toklarni yerga tezda yo'naltirish.

- Tizim ishonchliligini oshirish: Chaqmoq urishlari yoki kuchlanishning keskin o'zgarishi natijasida uskunalarning ishdan chiqishi va ishlamay qolish vaqtini kamaytirish.

3.3 Fotovoltaik tizimlarda SPD ni qo'llash

Fotovoltaik tizimlar uchun kuchlanishdan himoya qilish bir necha darajalarda ishlab chiqilishi kerak:

- DC tomonida himoya (fotovoltaik modullardan invertergacha):

- Chaqmoq chaqishi va ish kuchlanishining oldini olish uchun II turdagi SPD ni simning kirish uchiga o'rnating.

- To'g'ridan-to'g'ri va induktsiyalangan chaqmoqning birgalikdagi tahdidini bartaraf etish uchun invertorning DC kirish uchiga I + II turdagi SPD ni o'rnating.

- AC tomonidagi himoya (invertordan elektr tarmog'igacha):

- Tarmoq tomonidagi haddan tashqari kuchlanishning oldini olish uchun inverterning chiqish uchiga II turdagi SPD ni o'rnating.

- Sezgir uskunalarni aniq himoya qilish uchun tarqatish shkafiga III turdagi SPD ni o'rnating.

3.4 Kuchlanishdan himoya qiluvchi vositalarni tanlashning asosiy jihatlari

- Kuchlanish darajasini moslashtirish: SPD ning maksimal uzluksiz ish kuchlanishi (Uc) tizim kuchlanishidan yuqori bo'lishi kerak (masalan, 1000Vdc fotovoltaik tizim uchun Uc ≥ 1200V bo'lgan SPD kerak).

- Oqim quvvati: DC tomonidagi SPD ning nominal zaryadsizlanish oqimi (In) ≥ 20 kA, maksimal zaryadsizlanish oqimi (Imax) esa ≥ 40 kA bo'lishi kerak.

- Himoya darajasi: Tashqi o'rnatish IP65 yoki undan yuqori himoya darajasiga javob berishi kerak, qattiq muhitlarga mos kelishi kerak.

- Sertifikatlash standartlari: IEC 61643-31 (fotovoltaikka xos SPDlar uchun standart) va UL 1449 hamda boshqa xalqaro sertifikatlarga mos keladi.

3.5 SPD ni o'rnatmaslikning potentsial xavflari

- Uskunaning shikastlanishi: Invertorlar va monitoring tizimlari kabi aniq elektron qurilmalar kuchlanish ta'siriga moyil va ta'mirlash xarajatlari yuqori.

- Elektr energiyasi ishlab chiqarishdagi yo'qotishlar: Chaqmoq urishlari tizimning o'chib qolishiga olib keladi va bu elektr energiyasi ishlab chiqarishdan olinadigan foydaga ta'sir qiladi.

- Yong'in xavfi: Haddan tashqari kuchlanish elektr yong'inlarini keltirib chiqarishi mumkin, bu esa elektr stansiyasining xavfsizligiga tahdid soladi.

4. Global PV kuchlanish himoyachisi bozori tendentsiyalari

4.1 Bozor talabining o'sishi

Fotovoltaik o'rnatish quvvatining tez o'sishi bilan bir vaqtning o'zida kuchlanishdan himoya qiluvchi vositalar bozori ham kengaydi. Global fotovoltaik SPD bozorining hajmi 2025-yilga kelib 2 milliard AQSh dollaridan oshib ketishi va yillik o'sish sur'ati (CAGR) 15% ni tashkil etishi prognoz qilinmoqda.

4.2 Texnologik innovatsiyalar yo'nalishi

- Aqlli SPD: Joriy monitoring va nosozlik signalizatsiyasi funktsiyalari bilan jihozlangan va masofadan turib ishlashni qo'llab-quvvatlaydi.

- Yuqori kuchlanish darajalari: Yuqori kuchlanish ko'rsatkichlariga (masalan, 1500V) ega SPDlar asosiy oqimga aylandi.

- Uzoqroq xizmat muddati: Yangi sezgir materiallardan (masalan, rux oksidi kompozit texnologiyasi) foydalanish, SPDlarning chidamliligini oshirish.

4.3 Siyosat va standart reklama

- IEC 62305 (Chaqmoqlardan himoya qilish standarti) va IEC 61643-31 (Fotovoltaik SPD standarti) kabi xalqaro standartlar fotovoltaik tizimlarning kuchlanishdan himoya qilish bilan jihozlanganligini talab qiladi.

- Xitoydagi "Fotovoltaik elektr stansiyalarini chaqmoqdan himoya qilishning texnik xususiyatlari" (GB/T 32512-2016) SPD uchun tanlov va o'rnatish talablarini aniq belgilab beradi.

5.Xulosa: Fotovoltaik sanoat kuchlanishdan himoya qiluvchi vositalarsiz ishlay olmaydi

Fotovoltaik sanoatining jadal rivojlanishi global energiya o'tishiga kuchli turtki berdi. Biroq, chaqmoq urishi va kuchlanishning oshish xavfini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Fotovoltaik tizimlarning xavfsiz ishlashining asosiy kafolati sifatida kuchlanishdan himoya qiluvchi qurilmalar uskunalarning shikastlanish xavfini samarali ravishda kamaytirishi, energiya ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi va tizimning ishlash muddatini uzaytirishi mumkin. Kelajakda fotovoltaik qurilmalarning doimiy ravishda o'sishi va aqlli tarmoqlarning rivojlanishi bilan yuqori samarali va yuqori ishonchli SPDlar fotovoltaik elektr stantsiyalarining muhim tarkibiy qismlariga aylanadi.

Fotovoltaik investorlar, EPC kompaniyalari va ekspluatatsiya va texnik xizmat ko'rsatish guruhlari uchun xalqaro standartlarga javob beradigan yuqori sifatli kuchlanishdan himoya qiluvchi vositalarni tanlash elektr stantsiyasining uzoq muddatli barqaror ishlashini ta'minlash va investitsiyalarning daromadliligini maksimal darajada oshirishning muhim chorasidir.