กล่องรวมสายโซลาร์เซลล์ DIY: ทำไมการออกแบบโฮมเมดส่วนใหญ่จึงเป็นอันตรายจากไฟไหม้ (และสิ่งที่คุณต้องการจริงๆ)

อาร์คที่ไม่ยอมดับ: ทำไม DC ถึงทำลายอุปกรณ์ AC

ในขณะที่คุณสับ เบรกเกอร์ AC เปิดวงจรภายใต้โหลด จะเกิดอาร์คไฟฟ้าระหว่างหน้าสัมผัสที่แยกจากกัน มันคือพลาสมา ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนที่นำกระแสไฟหลายพันแอมป์ผ่านสิ่งที่เคยเป็นอากาศ สร้างอุณหภูมิสูงถึง 35,000°F ซึ่งเมื่อเทียบแล้วร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ถึงสี่เท่า.

แต่สิ่งสำคัญเกี่ยวกับอาร์ค AC คือ: มันจะดับเอง.

หกสิบครั้งต่อวินาที ไฟ AC มาตรฐานจะตัดผ่านศูนย์โวลต์เมื่อกระแสสลับทิศทาง ในช่วงเวลานั้นเอง ซึ่งกินเวลาเพียงมิลลิวินาที อาร์คจะสูญเสียแหล่งพลังงานและดับลง หน้าสัมผัสยังคงเคลื่อนที่ออกจากกัน วงจรเปิด เสร็จสิ้น.

DC ไม่ได้เป็นแบบนี้.

เมื่อคุณขัดขวางไฟ 93.4 โวลต์ DC อาร์คจะสว่างขึ้นและติดอยู่ตราบเท่าที่หน้าสัมผัสอยู่ใกล้กันพอที่จะคงอยู่ได้ ไม่มีการตัดผ่านศูนย์ ไม่มีการขัดจังหวะตามธรรมชาติ มีเพียงกระแสไฟต่อเนื่องที่ไม่หยุดหย่อนที่พยายามเชื่อมช่องว่างนั้นด้วยแม่น้ำพลาสมาที่หลอมโลหะ จุดชนวนฉนวน และเผาไหม้ต่อไปจนกว่าหน้าสัมผัสจะแยกออกจากกันทางกายภาพมากพอ ซึ่งโดยทั่วไปจะไกลกว่าอุปกรณ์ AC ที่ออกแบบไว้ 3-4 เท่า.

นี่คือ “อาร์คที่ไม่ยอมดับ” และเป็นเหตุผลว่าทำไมส่วนประกอบทุกชิ้นภายในกล่องรวมสายไฟที่ได้รับการจัดอันดับ DC ที่แท้จริงจึงดูแตกต่างจากอุปกรณ์ AC ระยะห่างของหน้าสัมผัสกว้างขึ้น รางอาร์ค (แผ่นโลหะซิกแซกที่ยืดและทำให้อาร์คเย็นลง) ยาวขึ้น เบรกเกอร์ DC บางตัวยังใช้ขดลวดแม่เหล็กเพื่อเป่าอาร์คออก เหมือนกับการดับเทียน.

แผงย่อย AC $60 ของคุณไม่มีสิ่งเหล่านี้.

เบรกเกอร์ได้รับการออกแบบโดยสมมติว่าอาร์คจะดับเองตามธรรมชาติภายใน 8 มิลลิวินาที ใส่ไฟ 93 โวลต์ DC ผ่านเข้าไป และสมมติฐานนั้นจะกลายเป็นภาระ หน้าสัมผัสพยายามเปิด อาร์คก่อตัวขึ้น และแทนที่จะดับที่จุดตัดศูนย์ มันก็แค่... ดำเนินต่อไป รางอาร์คของเบรกเกอร์ไม่ยาวพอ ระยะห่างของหน้าสัมผัสไม่กว้างพอ วัสดุไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการอาร์ค DC อย่างต่อเนื่อง.

ในที่สุด สิ่งใดสิ่งหนึ่งในสองสิ่งนี้จะเกิดขึ้น: หน้าสัมผัสเชื่อมติดกัน (ปิดวงจรอย่างถาวรแม้ว่าคุณจะคิดว่ามัน “ปิด”) หรือส่วนประกอบภายในของเบรกเกอร์หลอมละลายและล้มเหลวอย่างร้ายแรง ไม่มีผลลัพธ์ใดที่เกี่ยวข้องกับระบบสุริยะของคุณที่ปิดตัวลงอย่างปลอดภัยเมื่อคุณต้องการ.

ความสับสน 48V: แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ของคุณ ≠ แรงดันไฟฟ้าสตริงของคุณ

นี่คือจุดที่แผนการกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ DIY ส่วนใหญ่ผิดพลาด.

คุณเห็น “ระบบ 48V” ในเอกสารการวางแผนของคุณ คุณพบแผงย่อย AC ที่ได้รับการจัดอันดับ “48 โวลต์” ตรงกันอย่างสมบูรณ์แบบ ใช่ไหม

ผิดทั้งสามประการ.

อันดับแรก: พิกัดแบตเตอรี่ 48V นั้นคือ ค่าปกติ แรงดันไฟฟ้า จุดปฏิบัติการเฉลี่ย แบตเตอรี่ 48V ของคุณทำงานจริงระหว่าง 40V (คายประจุ) ถึง 58V (กำลังชาร์จ) ไม่เกี่ยวข้องกับการปรับขนาดกล่องรวมสายไฟ แต่สำคัญที่ต้องทราบว่าตัวเลขมีการเปลี่ยนแปลง.

ประการที่สอง: สตริงโซลาร์เซลล์ของคุณไม่สนใจว่าแบตเตอรี่ของคุณทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเท่าใด แผง REC 350W แต่ละแผงมีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ที่ 46.7V สองแผงต่ออนุกรม? นั่นคือ 93.4 โวลต์ เกือบสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ของคุณ และนั่นคือตัวเลขที่กล่องรวมสายไฟ DIY ของคุณต้องจัดการ คุณไม่ได้รวม 48V คุณกำลังรวมห้าสตริง 93.4V แยกกันเป็นวงจรเอาต์พุต DC เดียว.

ประการที่สาม และนี่คือกับดักการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้า: เมื่อแผงที่ได้รับการจัดอันดับ AC ระบุว่า “48 โวลต์” หมายถึง 48 โวลต์ แอร์. หากมีพิกัด DC ใดๆ เลย (ส่วนใหญ่ไม่มี) จะถูกฝังอยู่ในตัวอักษรขนาดเล็กและต่ำกว่ามาก เบรกเกอร์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 240VAC อาจปลอดภัยสำหรับ 48VDC เท่านั้น แผงที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 480VAC? อาจจะ 60-80VDC หากคุณโชคดี.

ทำไมถึงมีความแตกต่างมากมาย? กลับไปที่อาร์คที่ไม่ยอมดับ พิกัดแรงดันไฟฟ้า AC สันนิษฐานว่าอาร์คจะดับเองตามธรรมชาติ พิกัดแรงดันไฟฟ้า DC สันนิษฐานว่าอาร์คจะตอบโต้และพยายามรักษาตัวเองข้ามช่องว่างที่กว้างขึ้น ยิ่งแรงดันไฟฟ้า DC สูงเท่าใด ช่องว่างที่สามารถกระโดดได้ก็จะยิ่งกว้างขึ้น และกลไกการขัดจังหวะก็ยิ่งต้องแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น.

ดังนั้นแผง Square D ที่ “ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 48V” นั้น? แม้ว่าจะเป็นพิกัด DC (ตรวจสอบเอกสารข้อมูล ฉันจะรอ) คุณกำลังพยายามดัน 93.4V ผ่านเข้าไป คุณกำลังทำงานที่ 195% ของแรงดันไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ นั่นไม่ใช่ส่วนต่างด้านความปลอดภัย นั่นคือตัวจับเวลาถอยหลัง.

สิ่งที่ $240 ซื้อให้คุณจริงๆ: ภายในใบรับรอง UL 1741

“มันเป็นแค่สติกเกอร์ UL” คุณอาจคิด “ฉันสามารถข้ามสิ่งนั้นไปได้สำหรับการตั้งค่า DIY”

แต่ UL 1741 ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์และอุปกรณ์เชื่อมต่อ ไม่ได้ตรวจสอบว่ากล่องของคุณมีมุมโค้งมนและงานสีที่ดีหรือไม่ แต่กำลังทดสอบว่าอุปกรณ์ของคุณรอดพ้นจากโหมดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นจริงในระบบ PV ในโลกแห่งความเป็นจริงหรือไม่.

นี่คือสิ่งที่กล่องรวมสายไฟต้องผ่านเพื่อให้ได้รับการขึ้นทะเบียน UL 1741:

การทดสอบข้อผิดพลาดของอาร์ค DC: เบรกเกอร์สามารถขัดขวางอาร์คที่แรงดันไฟฟ้าสตริงเต็มที่กระแสสูงสุดได้หรือไม่ พวกเขาทดสอบสิ่งนี้หลายร้อยครั้ง เบรกเกอร์ของแผง AC ของคุณ? ไม่เคยทดสอบการอาร์ค DC เลย สักครั้งเดียว.

การทดสอบกระแสไฟฟ้าลัดวงจร: จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสองสตริงลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้กระแสไฟ 90 แอมป์ไหลผ่านบัสบาร์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 20 แอมป์ การทดสอบจะเปิดเผยจุดเชื่อมต่อทุกจุดต่อกระแสไฟผิดพลาด 10-20 เท่าของกระแสไฟที่ใช้งานปกติ ทุกสิ่งที่กำลังจะละลาย จะละลายในห้องปฏิบัติการแทนที่จะอยู่บนหลังคาของคุณ.

การหมุนเวียนอุณหภูมิ: กล่องรวมสายไฟบนหลังคาแกว่งจากคืนฤดูหนาว -40°F เป็นวันฤดูร้อน 140°F ภายใต้แสงแดดโดยตรง UL จะหมุนเวียนอุปกรณ์ผ่านสภาวะสุดขั้วเหล่านี้ในขณะที่โหลดเต็มที่ การเชื่อมต่อที่จะคลายออกหลังจากสามปีของการขยายตัวทางความร้อน? พวกเขาล้มเหลวในห้องทดสอบ.

การปกป้องสิ่งแวดล้อม: พิกัด NEMA 3R นั้นไม่ใช่ของประดับตกแต่ง หมายความว่ากล่องรอดพ้นจากฝนในแนวนอน ไม่สะสมน้ำแข็งที่ขวางการระบายอากาศ และป้องกันฝุ่นออกจากบัสบาร์แม้ว่าจะติดตั้งในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีฝุ่นมาก แผงย่อยโรงรถของคุณคือ NEMA 1 ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในร่มที่สะอาดและสวยงามที่อุณหภูมิห้อง.

ต้นทุนที่แท้จริงของการอัปเกรด $240 นั้นไม่ใช่แค่ค่าวัสดุ เบรกเกอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ DC อาจมีราคา $30 แทนที่จะเป็น $12 สำหรับเบรกเกอร์ AC กล่องโลหะมีราคาอีก $50 ที่เหลือ? เป็นชั่วโมงการทำงานด้านวิศวกรรมที่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบเหล่านั้นทำงานร่วมกันได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่เลวร้ายที่สุด และการทดสอบเพื่อพิสูจน์.

เมื่อคุณข้าม UL 1741 คุณไม่ได้แค่พลาดสติกเกอร์ คุณกำลังพลาดการทดสอบทำลายล้าง 10,000 ชั่วโมงที่ระบุโหมดความล้มเหลวทุกรูปแบบที่กล่องที่ติดตั้งบนหลังคาของคุณจะต้องเผชิญในช่วง 20 ปีข้างหน้า คุณกำลังทดสอบโหมดความล้มเหลวเหล่านั้นด้วยตัวคุณเอง.

ในเวลาจริง.

บนหลังคาของคุณ.

4 ข้อกำหนดที่ไม่สามารถต่อรองได้สำหรับกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ DIY ที่ปลอดภัย

ให้ชัดเจน: การสร้างกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ของคุณเองเป็นไปได้ในทางเทคนิค แต่คุ้มค่าที่จะทำก็ต่อเมื่อคุณปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้ทุกข้อ ข้ามไปแม้แต่ข้อเดียว คุณควรซื้อกล่องสำเร็จรูปจะดีกว่า.

ข้อกำหนดที่ #1: ส่วนประกอบที่ได้รับการจัดอันดับ DC พร้อมพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม

รายการซื้อของของคุณสำหรับกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ DIY เริ่มต้นที่นี่: เบรกเกอร์ทุกตัว, ฟิวส์, บัสบาร์, เทอร์มินัลบล็อค, และตัวตัดการเชื่อมต่อภายในกล่องนั้นต้องได้รับการจัดอันดับอย่างชัดเจนสำหรับแรงดันไฟฟ้า DC แล้ว สำหรับอย่างน้อย 600 โวลต์ DC.

ไม่ใช่ 600VAC ไม่ใช่ “เหมาะสำหรับโซลาร์เซลล์” ไม่ใช่ “อาจจะใช้ได้” เอกสารข้อมูลต้องระบุ: “600VDC” ในข้อความธรรมดา.

ทำไมต้อง 600V ในเมื่อสตริงของคุณมีเพียง 93.4V? สองเหตุผล ประการแรก NEC Article 690.7 กำหนดให้มีการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตาม อุณหภูมิที่คาดว่าจะเย็นที่สุด ในสถานที่ของคุณ แผงโซลาร์เซลล์ผลิตแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเมื่อเย็น สูงกว่า Voc ของแผ่นป้ายชื่อถึง 10-15% ขึ้นอยู่กับเขตภูมิอากาศของคุณ แผง 46.7V ของคุณอาจสูงถึง 53V แต่ละแผงในเช้าเดือนมกราคม สองแผงต่ออนุกรม? 106 โวลต์ต่อสตริง.

ประการที่สอง คุณต้องมีส่วนต่างด้านความปลอดภัยสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วคราวระหว่างเอฟเฟกต์ขอบเมฆ (เมื่อความเข้มของแสงแดดเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว) และสำหรับการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์เมื่อเวลาผ่านไป มาตรฐานอุตสาหกรรม: หากแรงดันไฟฟ้าระบบสูงสุดของคุณต่ำกว่า 150VDC ให้ใช้ส่วนประกอบที่ได้รับการจัดอันดับ 600VDC ไม่ใช่เรื่องเกินความจำเป็น เป็นค่าต่ำสุดสำหรับอายุการใช้งาน 25 ปี.

แหล่งที่มาของส่วนประกอบที่ได้รับการจัดอันดับ DC:

• เบรกเกอร์ DC: ผู้ผลิตเช่น ABB, Eaton, Mersen และ Littelfuse ทำเบรกเกอร์วงจรเคสแบบหล่อ (MCCB) ที่ได้รับการจัดอันดับ DC คาดว่าจะจ่าย $35-60 ต่อเบรกเกอร์ เทียบกับ $12-18 สำหรับเบรกเกอร์ AC ที่เทียบเท่า ตรวจสอบการจัดอันดับ DC “UL 489 supplement” หรือเครื่องหมาย “IEC 60947-2 DC”.
• ฟิวส์: Ferraz Shawmut, Mersen และ Littelfuse นำเสนอฟิวส์ที่ได้รับการจัดอันดับ PV ที่มีการจัดอันดับ 600VDC ถึง 1000VDC ใช้ฟิวส์ 15A สำหรับแผง 350W มาตรฐาน (คำนวณเป็น Isc × 1.56 ต่อ NEC 690.8) ราคา: $8-15 ต่อฟิวส์ บวก $25-40 ต่อที่ใส่ฟิวส์.
• บัสบาร์: ทองแดงหรืออลูมิเนียมที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 90°C ขั้นต่ำ บัสบาร์ที่ได้รับการจัดอันดับ AC จำนวนมากทำงานได้ดี แต่ตรวจสอบว่าข้อมูลจำเพาะของวัสดุจัดการความหนาแน่นกระแส DC (1.5-2.0 A/mm² สำหรับทองแดง).

มืออาชีพ-บ#1: เครื่องหมาย “48V” บนอุปกรณ์ AC นั้นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ของคุณ ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าสตริงของแผง ระบบแบตเตอรี่ 48V ของคุณมีสตริง 93.4V ที่ต้องการอุปกรณ์ DC ที่ได้รับการจัดอันดับ 600VDC ที่เหมาะสม.

ข้อกำหนด #2: UL 1741-กล่องหุ้มที่ได้รับการรับรองหรือมีการป้องกันเทียบเท่า

ตัวกล่องโลหะมีความสำคัญมากกว่าที่คุณคิดเมื่อสร้างกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์แบบ DIY.

สำหรับการติดตั้งบนหลังคา คุณต้องมีอย่างน้อย NEMA 3R (กันฝน) หรือ IP54 (ป้องกันฝุ่นและละอองน้ำ) กล่องหุ้มที่ได้รับการจัดอันดับ แผงภายในอาคาร NEMA 1 ไม่เหมาะสม กล่องหุ้มต้อง:

รองรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ: อุณหภูมิบนหลังคาเปลี่ยนแปลง 80-100°F ทุกวัน กล่องหุ้มต้องมีปะเก็นที่คงสภาพการซีล, ช่องเคาะที่ไม่แตกจากการขยาย/หดตัว และสีที่ไม่หลุดลอกและปนเปื้อนการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า.

ให้การระบายอากาศที่เพียงพอ: เบรกเกอร์ DC สร้างความร้อนเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน หากไม่มีการระบายอากาศที่เหมาะสม อุณหภูมิภายในอาจเกินพิกัดของส่วนประกอบ แม้ว่าอุณหภูมิแวดล้อมจะเป็นที่ยอมรับได้ มองหากล่องหุ้มที่มีการระบายอากาศที่คำนวณไว้สำหรับโหลดความร้อนมากกว่ากระแสสตริงสูงสุดของคุณอย่างน้อย 30%.

มีข้อกำหนดการต่อสายดินที่เหมาะสม: กล่องหุ้มของคุณต้องมีบัสบาร์กราวด์โดยเฉพาะพร้อมหูลากทางกล (ไม่ใช่คลิปสปริง) ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับทองแดงขนาด #6 AWG ขั้นต่ำ ทุกพื้นผิวโลหะภายในกล่องต้องเชื่อมต่อกับกราวด์ นี่ไม่ใช่ทางเลือก—NEC 690.43 กำหนดไว้.

ตรวจสอบความเป็นจริงของต้นทุน: กล่องหุ้ม NEMA 3R ที่เหมาะสมซึ่งมีขนาดสำหรับ 5-6 สตริง (ประมาณ 12″ × 16″ × 6″) มีราคา $80-150 กล่องหุ้มที่ทนต่อสภาพอากาศกลางแจ้งพร้อมช่องเคาะ บัสบาร์ และฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้งที่เหมาะสม? $120-200 นั่นคือ 50-60% ของต้นทุนกล่องรวมสายไฟ DIY ทั้งหมดของคุณ.

หากคุณกำลังคิดว่า “ฉันจะใช้แผง AC และเพิ่มฝาครอบกันสภาพอากาศ” หยุดความคิดนั้น ฝาครอบเหล่านั้นออกแบบมาเพื่อป้องกันฝนจากสวิตช์ระหว่างการใช้งานชั่วขณะ—ไม่ใช่เพื่อให้การป้องกัน NEMA 3R อย่างต่อเนื่องสำหรับอุปกรณ์ที่อยู่กลางแจ้งตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันเป็นเวลา 25 ปี.

ข้อกำหนด #3: การป้องกัน Arc Fault (การปฏิบัติตาม NEC 690.11)

นี่คือจุดที่การสร้างกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์แบบ DIY ส่วนใหญ่ไม่ผ่านการตรวจสอบตามข้อกำหนด.

NEC 690.11 กำหนดให้ต้องมีอุปกรณ์ตัดวงจรไฟฟ้าขัดข้องจากอาร์ค (AFCI) สำหรับระบบ PV ใดๆ ที่มีวงจร DC ทำงานที่ 80 โวลต์หรือสูงกว่า. สตริง 93.4V ของคุณ? คุณเกินเกณฑ์ 17% AFCI เป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้.

AFCI ทำอะไรจริงๆ: มันตรวจสอบลักษณะทางไฟฟ้าของกระแสที่ไหลผ่านวงจร DC และตรวจจับรูปแบบสัญญาณรบกวนเฉพาะของการเกิดอาร์ค—สัญญาณความถี่สูงที่วุ่นวายซึ่งปรากฏขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้ากระโดดข้ามช่องว่าง เมื่อตรวจพบ มันจะขัดจังหวะวงจรทันทีก่อนที่อาร์คจะจุดติดวัสดุใกล้เคียง.

จำ The Arc That Won’t Die ได้ไหม? AFCI ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อกำจัดมัน.

สองตัวเลือกของคุณ:

ตัวเลือกที่ 1 – อินเวอร์เตอร์ที่มี AFCI ในตัว: อินเวอร์เตอร์สตริงที่ทันสมัยส่วนใหญ่ (SMA, SolarEdge, Fronius ฯลฯ) มีการตรวจจับอาร์คในตัวตาม UL 1741 หากอินเวอร์เตอร์ของคุณมีสิ่งนี้ คุณไม่จำเป็นต้องมี AFCI แยกต่างหากในกล่องรวมสายไฟ DIY ของคุณ ตรวจสอบสิ่งนี้โดยตรวจสอบแผ่นข้อมูลจำเพาะของอินเวอร์เตอร์ของคุณสำหรับ “UL 1741 AFCI compliant” หรือ “NEC 690.11 arc fault protection”

ตัวเลือกที่ 2 – อุปกรณ์ AFCI แบบสแตนด์อโลน: หากอินเวอร์เตอร์ของคุณไม่มี AFCI คุณต้องติดตั้งเครื่องตรวจจับอาร์คที่ได้รับการรับรองในกล่องรวมสายไฟของคุณหรือภายใน 6 ฟุตจากกล่องรวมสายไฟ มีราคา $200-400 และต้องมีการเดินสายเพิ่มเติม แบรนด์ต่างๆ ได้แก่ Sensata, Eaton และ Mersen สิ่งนี้เพียงอย่างเดียวอาจทำให้กล่องรวมสายไฟ DIY ของคุณมีราคาแพงกว่าการซื้อแบบสำเร็จรูป.

ยกเว้น: หากการเดินสาย DC ของคุณอยู่ในท่อโลหะหรือสายเคเบิลหุ้มโลหะ และไม่เคยออกจากรางโลหะนั้นระหว่างแผงและอินเวอร์เตอร์ คุณสามารถข้าม AFCI ได้ แต่ในความเป็นจริง? การติดตั้งบนหลังคาใช้สาย PV ที่เปิดโล่งพร้อมขั้วต่อ MC4 ซึ่งหมายความว่าต้องมี AFCI.

มืออาชีพ-บ#2: อาร์ค DC ไม่ดับเมื่อคุณสับสวิตช์—มันจะยังคงไหม้ที่ 35,000°F จนกว่าจะถูกระงับทางกายภาพ AFCI คือวิธีที่คุณระงับพวกมันก่อนที่พวกมันจะเริ่มก่อให้เกิดไฟไหม้.

ข้อกำหนด #4: การติดฉลากและเอกสารที่เหมาะสม (NEC 690.7, 690.15)

ผู้ตรวจสอบรหัสจะติดป้ายแดงการติดตั้งกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์แบบ DIY ของคุณเนื่องจากฉลากหายไปเร็วกว่าการเลือกส่วนประกอบที่น่าสงสัย.

ฉลากที่จำเป็นบนกล่องรวมสายไฟ DIY ของคุณ:

1. ฉลากแรงดันไฟฟ้า DC สูงสุด (NEC 690.7):

แรงดันไฟฟ้า DC สูงสุด: 106V

ฉลากนี้ต้องติดไว้ที่ด้านนอกของกล่องรวมสายไฟและมองเห็นได้โดยไม่ต้องเปิดกล่องหุ้ม.

2. การระบุกล่องรวมสายไฟ DC (NEC 690.15):

คำเตือน:

3. การระบุตัวนำ (NEC 690.31):
ทุกสตริงที่เข้ามาต้องมีป้ายกำกับระบุตำแหน่งที่มา:

• “สตริง 1 – อาร์เรย์เหนือ”
• “สตริง 2 – อาร์เรย์เหนือ”
• “สตริง 3 – อาร์เรย์ใต้”
• ฯลฯ.

4. ฉลากตัวนำอิเล็กโทรดกราวด์ (ถ้ามี):
หากตัวนำกราวด์ของคุณสิ้นสุดในกล่องรวมสายไฟ ให้ติดป้ายกำกับตาม NEC 690.47.

ใช้สต็อกฉลากที่ทนทานต่อสภาพอากาศกลางแจ้ง (ฉลากโพลีเอสเตอร์ 3M หรือ Brady ที่มีหมึกทนต่อรังสียูวี) ฉลากกระดาษพิมพ์ในปลอกกันสภาพอากาศจะไม่ผ่านการตรวจสอบ—มันเสื่อมสภาพเร็วเกินไป.

เอกสารที่คุณต้องการ:

• แผนภาพเส้นเดียวที่แสดงการกำหนดค่าสตริงและแรงดันไฟฟ้า
• แผ่นข้อมูลส่วนประกอบที่พิสูจน์พิกัด DC
• การคำนวณที่แสดงแรงดันไฟฟ้าสูงสุด NEC 690.7
• การคำนวณกระแสไฟฟ้า NEC 690.8

เก็บสำเนาไว้ในกล่องรวมสายไฟในซองเอกสารที่ทนทานต่อสภาพอากาศ ผู้ตรวจสอบอาจร้องขอ.

คณิตศาสตร์ที่แท้จริง: กล่องรวมสายไฟ $300 เทียบกับทางเลือกอื่น

มาคุยกันเรื่องเงิน เงินจริงๆ.

รายการชิ้นส่วนกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ DIY ที่เป็นไปตามข้อกำหนดของคุณ:

• กล่องหุ้ม NEMA 3R พร้อมที่ยึดเบรกเกอร์: $120
• เบรกเกอร์ 15A ที่ได้รับการจัดอันดับ DC ห้าตัวที่ราคา $45 แต่ละตัว: $225
• บัสบาร์และขั้วต่อที่ได้รับการจัดอันดับ DC: $60
• ฮาร์ดแวร์ ฉลาก สายไฟ ขั้วต่อ: $40
• รวม: $445

เดี๋ยวก่อน กล่องรวมสายไฟที่ได้รับการรับรอง UL 1741 สำเร็จรูปมีราคา $320 “การประหยัด DIY” ของคุณ? คุณกำลังสูญเสีย $125 บวกเวลาประกอบและเดินสาย 6-8 ชั่วโมง.

แต่นั่นคือสมมติว่าคุณไม่จำเป็นต้องมี AFCI แยกต่างหาก เพิ่มอุปกรณ์ $300 นั้น? ตอนนี้คุณอยู่ที่ $745 เทียบกับ $320 สำหรับกล่องสำเร็จรูปที่มี AFCI ในตัว.

คณิตศาสตร์ใช้ไม่ได้ผลสำหรับโครงการกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ DIY ส่วนใหญ่ เว้นแต่คุณจะสร้างสำหรับ 10+ สตริงที่กล่องสำเร็จรูปมีราคาแพง (มากกว่า $800) หรือคุณต้องการการกำหนดค่าที่กำหนดเองซึ่งไม่มีจำหน่ายสำเร็จรูป กล่องรวมสายไฟ DIY มักจะ มากกว่า แพงกว่าการซื้ออุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองอย่างถูกต้อง.

นี่คือคณิตศาสตร์ที่สำคัญจริงๆ:

ค่าใช้จ่ายของไฟไหม้จากไฟฟ้าหนึ่งครั้ง: 50,000-250,000 บาท ในความเสียหายโครงสร้าง ขึ้นอยู่กับว่าหน่วยดับเพลิงมาถึงเมื่อใด.

ค่าใช้จ่ายของการเพิ่มเบี้ยประกันภัยบ้านหลังจากไฟไหม้จากไฟฟ้า: เพิ่มขึ้น 20-40% เป็นเวลา 3-5 ปี = ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม 1,200-3,000 บาท.

ค่าใช้จ่ายของการปฏิเสธการเคลมประกันเนื่องจากคุณใช้อุปกรณ์ที่ไม่ได้ระบุไว้: 100% ของความเสียหาย = ค่าใช้จ่ายใดๆ ก็ตามที่เกิดจากไฟไหม้.

ค่าใช้จ่ายของปัญหาการขออนุญาตเมื่อคุณพยายามขายบ้านของคุณ: ความล่าช้า การตรวจสอบซ้ำ ค่าใช้จ่ายของผู้รับเหมาที่อาจเกิดขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด = 2,000-8,000 บาท.

ส่วนต่างราคา 240 บาทนั้น? ไม่ใช่การซื้อฉลากแฟนซี แต่เป็นการซื้อความสบายใจที่ส่วนประกอบทุกชิ้นได้รับการทดสอบอย่างทรมานสำหรับโหมดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นบนหลังคา เป็นการซื้ออุปกรณ์ที่สอดคล้องกับประกันภัยซึ่งจะไม่ทำให้กรมธรรม์ของคุณเป็นโมฆะ เป็นการซื้อฮาร์ดแวร์ที่ได้รับการอนุมัติจากผู้ตรวจสอบซึ่งจะไม่ทำให้การขออนุญาตของคุณล่าช้าไปสามเดือน.

มืออาชีพ-บ#3: ทักษะ DIY ที่แท้จริงไม่ใช่การคิดหาวิธีสร้างทุกสิ่งด้วยตัวเอง แต่เป็นการรู้ว่าคุณสามารถลดมุมใดได้บ้างและมุมใดที่ลดกลับ กล่อง Combiner ลดกลับ.

เมื่อ DIY สมเหตุสมผลจริงๆ

อย่าเข้าใจผิดว่าบทความนี้คือ “อย่าสร้างอะไรด้วยตัวเอง” การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์มีโอกาส DIY ที่ถูกต้องตามกฎหมายมากมาย:

โครงการ DIY ที่ชาญฉลาด:

• การติดตั้งและติดตั้ง: คุณสามารถออกแบบและติดตั้งระบบติดตั้งแผงของคุณเองได้อย่างแน่นอน เป็นระบบกลไก ตรวจสอบได้ และไม่มี Arc That Won't Die พยายามฆ่าคุณหากคุณทำผิดพลาด.
• การเดินท่อร้อยสายไฟ: การเดินท่อร้อยสาย EMT หรือ PVC จากกล่อง combiner ของคุณไปยังอินเวอร์เตอร์? โครงการ DIY ที่ยอดเยี่ยม เพียงทำตามการคำนวณการเติมท่อร้อยสาย NEC.
• การตรวจสอบระบบ: การเพิ่มการตรวจสอบประสิทธิภาพ การบันทึกข้อมูล แม้แต่การรวม IoT เพื่อติดตามระบบของคุณ? ทำได้อย่างเต็มที่ กรณีที่เลวร้ายที่สุดคือคุณสูญเสียข้อมูลบางส่วน.

โครงการ DIY ที่ประมาท:

• กล่อง Combiner (ตามที่เราได้กล่าวถึง)
• ตัวตัดการเชื่อมต่อ DC ระหว่าง Combiner และอินเวอร์เตอร์ (ปัญหาเดียวกัน: การขัดจังหวะส่วนโค้ง DC, พิกัดแรงดันไฟฟ้า)
• การติดตั้งอินเวอร์เตอร์ (การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ซับซ้อน จุดเชื่อมต่อ AC/DC)
• การเชื่อมต่อแผงบริการ (ต้องใช้ช่างไฟฟ้าที่มีใบอนุญาตในเขตอำนาจศาลส่วนใหญ่)

รูปแบบ? หากมีการนำไฟฟ้า DC แรงดันสูงหรือเชื่อมต่อกับบริการไฟฟ้าหลักของคุณ ให้จ้างผู้เชี่ยวชาญหรือซื้ออุปกรณ์ที่ระบุไว้ หากเป็นการตรวจสอบโครงสร้าง กลไก หรือแรงดันไฟฟ้าต่ำ ให้ทำ DIY ได้เลย.

บรรทัดล่าง: สร้างอย่างชาญฉลาด ไม่ใช่แค่ราคาถูก

หากคุณทำได้ถึงจุดนี้ คุณก็อยู่เหนือผู้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ DIY 90% แล้ว คุณกำลังถามคำถามที่ถูกต้อง.

นี่คือสิ่งที่คุณได้เรียนรู้:

The Arc That Won't Die: ส่วนโค้ง DC ไม่ดับเองเหมือนส่วนโค้ง AC พวกมันเผาไหม้ที่ 35,000°F จนกว่าจะถูกระงับทางกายภาพ อุปกรณ์ AC ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับสิ่งนี้.

ความสับสน 48V: แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ของคุณไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าของสตริงของคุณ ระบบ 48V นั้นมีสตริง 93.4V ที่ต้องการอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ 600VDC ไม่ใช่แผง AC ที่ปรับปรุงใหม่.

กับดักพิกัดแรงดันไฟฟ้า: พิกัดแรงดันไฟฟ้า AC ไม่ได้แปลเป็น DC เบรกเกอร์ 240VAC อาจปลอดภัยเพียง 48VDC สตริง 93.4V ของคุณเกินความสามารถ DC ของอุปกรณ์ AC ส่วนใหญ่.

ค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติตามข้อกำหนด: การสร้างกล่อง Combiner พลังงานแสงอาทิตย์ DIY ที่เป็นไปตามข้อกำหนดของรหัสมีค่าใช้จ่าย 445-745 บาท การซื้อกล่องที่ระบุไว้ใน UL 1741 ที่ทำไว้ล่วงหน้า? 320 บาท คณิตศาสตร์ไม่รองรับ DIY เว้นแต่คุณต้องการการกำหนดค่าที่กำหนดเอง.

คุณสามารถสร้างกล่อง Combiner ของคุณเองได้หรือไม่? ได้ ด้วยส่วนประกอบที่เหมาะสม กล่องหุ้มที่เหมาะสม การป้องกัน AFCI และการติดฉลากที่ถูกต้อง ก็เป็นไปได้.

คุณควรทำหรือไม่? อาจจะไม่ การประหยัดต้นทุนจะหายไปเมื่อคุณกำหนดราคาสำหรับส่วนประกอบที่ได้รับการจัดอันดับ DC และ AFCI การลงทุนด้านเวลา (8-10 ชั่วโมงสำหรับการสร้างครั้งแรก 4-6 ชั่วโมงสำหรับครั้งต่อๆ ไป) แทบจะไม่สมเหตุสมผลกับการประหยัดเล็กน้อย และความรับผิดหากมีสิ่งผิดพลาดเกิดขึ้น การปฏิเสธการเคลมประกัน การปฏิเสธการอนุญาต แท็กสีแดงของผู้ตรวจสอบ จะลบล้างผลประโยชน์ทางการเงินใดๆ.

การเคลื่อนไหว DIY ที่แท้จริง? รู้ว่าเมื่อใดควรสร้างและเมื่อใดควรซื้อ.

ประหยัดพลังงาน DIY ของคุณสำหรับการติดตั้ง การตรวจสอบระบบ การเดินท่อร้อยสายไฟ ส่วนต่างๆ ของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่ความพยายามของคุณเพิ่มเงินของคุณจริงๆ แทนที่จะเพิ่มความเสี่ยงของคุณ.

และแผง Square D ขนาด 60 บาทในโรงรถของคุณ? ใช้ในที่ที่ควรอยู่ ในวงจร AC ที่การข้ามศูนย์ทำงานหนักและส่วนโค้งจะตายไปเองตามที่ควรจะเป็น.

เพราะในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ข้อผิดพลาดที่แพงที่สุดไม่ใช่ข้อผิดพลาดที่ทำให้คุณเสียเงิน 300 บาทตั้งแต่แรก เป็นข้อผิดพลาดที่ช่วยให้คุณประหยัดเงิน 240 บาทในวันนี้และทำให้คุณเสียเงิน 50,000 บาทในอีกหกเดือนข้างหน้าเมื่อ The Arc That Won't Die พบสิ่งที่ติดไฟได้.