ในหน้านี้
การติดตั้งระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ในสหราชอาณาจักรจำเป็นต้องมีวิธีการที่เหมาะสมในการแยกอินเวอร์เตอร์ออกจากแหล่งจ่ายไฟทั้ง AC และ DC เพื่อความปลอดภัยในการบำรุงรักษา อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้ ไม่ หมายความว่าทุกระบบจะต้องมี DC isolator ภายนอกแยกต่างหากติดตั้งไว้ข้างอินเวอร์เตอร์โดยอัตโนมัติ.
การจัดวางที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับอุปกรณ์สวิตช์ภายในของอินเวอร์เตอร์ ขอบเขตการตัดวงจรที่จำเป็นสำหรับการบำรุงรักษา การกำหนดค่าของแผง PV คำแนะนำของอุปกรณ์ และข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับโครงการนั้นๆ สวิตช์ตัดตอน (switch-disconnector) ที่ได้รับการรับรองสำหรับระบบ PV เป็นทางเลือกหนึ่ง ในการออกแบบบางกรณี อุปกรณ์แบบรวมหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ได้รับการยืนยันว่าเหมาะสมสำหรับการตัดวงจรอาจทำหน้าที่ตามที่กำหนดได้.
ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมที่สำคัญจึงไม่ใช่แค่ว่า “การใช้ isolator ภายนอกเป็นเรื่องปกติหรือไม่” แต่คือ:
อุปกรณ์ชนิดใดและตำแหน่งใดที่ให้ฟังก์ชันการตัดวงจรตามที่ต้องการ โดยไม่ก่อให้เกิดจุดบกพร่องที่ไม่ได้มาตรฐาน ติดตั้งไม่ถูกต้อง หรือไม่จำเป็น?
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- ระบบ PV ในสหราชอาณาจักรจำเป็นต้องมีกลยุทธ์การตัดวงจรฝั่ง DC ที่เหมาะสม แต่การมีตู้ภายนอกแยกต่างหากไม่ใช่ข้อกำหนดสากลสำหรับการติดตั้งทุกแห่ง.
- สวิตช์ DC ในตัวอินเวอร์เตอร์จะเชื่อถือได้ก็ต่อเมื่อฟังก์ชัน พิกัดความสามารถ การเข้าถึง ขอบเขตการตัดวงจร และคำแนะนำของผู้ผลิตเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการเท่านั้น.
- ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการตัดวงจรขณะมีโหลด (on-load isolation) ให้ใช้อุปกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับการตัดต่อและแยกวงจรที่แรงดันและกระแสไฟฟ้า DC ของระบบ PV ตามที่คำนวณไว้.
- ภายใต้มาตรฐาน BS EN IEC 60947-3 หมวด DC-PV0 ไม่ถือเป็นประเภทการสลับวงจรขณะมีโหลด (on-load switching) โดยหมวด DC-PV1 และ DC-PV2 จะครอบคลุมสภาวะของวงจร PV ที่แตกต่างกัน.
- การติดตั้งอุปกรณ์ตัดตอนภายนอกจะเพิ่มจุดสัมผัส ขั้วต่อ ทางเข้าสายเคเบิล และตู้หุ้ม หากระบุสเปกหรือติดตั้งไม่ถูกต้อง อาจกลายเป็นจุดเสี่ยงอันตรายแทนที่จะเป็นการเพิ่มความปลอดภัย.
- การเปิด DC isolator ไม่ได้หยุดการผลิตแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ ตัวนำระหว่างแผงโซลาร์เซลล์กับจุดตัดตอนที่เปิดอยู่อาจยังคงมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ในขณะที่มีแสงแดด.
เมื่อใดที่ควรติดตั้ง DC isolator ภายนอก?
ตารางต่อไปนี้เป็นเครื่องมือสำหรับคัดกรองการออกแบบเท่านั้น ไม่สามารถใช้ทดแทนมาตรฐาน BS 7671 ฉบับปัจจุบัน, แนวทางปฏิบัติของ IET, คำแนะนำของผู้ผลิต หรือการประเมินความเสี่ยงเฉพาะโครงการได้.
| สภาวะของระบบ | การติดตั้ง DC isolator ภายนอกแยกต่างหากจะมีประโยชน์หรือไม่? | สิ่งที่ต้องตรวจสอบยืนยันมีอะไรบ้าง? |
|---|---|---|
| อินเวอร์เตอร์มีสวิตช์ DC ในตัวที่สามารถเข้าถึงได้ และเอกสารประกอบยืนยันถึงความสามารถในการตัดวงจรและการสลับหน้าที่ตามที่กำหนด | อาจไม่จำเป็นหากเป็นการทำหน้าที่ซ้ำซ้อนกับฟังก์ชันที่มีอยู่เดิมแล้ว | ฟังก์ชันของอุปกรณ์, พิกัดทางไฟฟ้า DC, ขอบเขตการบำรุงรักษาที่ปลอดภัย, การเข้าถึงได้, การจัดเตรียมระบบล็อกเพื่อความปลอดภัยตามความจำเป็น และคำแนะนำจากผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ |
| ต้องถอดอินเวอร์เตอร์ออกในขณะที่สาย PV ยังคงเชื่อมต่ออยู่กับระบบสายไฟของอาคาร | มักมีประโยชน์เนื่องจากสามารถสร้างจุดตัดวงจรเพื่อการซ่อมบำรุงที่เป็นอิสระจากตัวอินเวอร์เตอร์ได้ | ตัวนำส่วนใดที่ยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่, การเข้าถึงขั้วต่อ, ตำแหน่งที่ติดตั้ง, ความสามารถในการตัดโหลด และขั้นตอนการตัดวงจรเพื่อความปลอดภัย |
| มีการเชื่อมต่อสตริงหลายชุดแบบขนาน | มักมีความเหมาะสมที่จุดรวมเอาต์พุตหรือขอบเขตของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง | กระแสออกแบบรวม, กระแสย้อนกลับที่อาจเกิดขึ้น, ประเภทการใช้งาน DC-PV, การกำหนดค่าขั้ว และกลยุทธ์การป้องกันกระแสเกิน |
| กล่องรวมสาย (combiner box) จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ตัดตอนหลักในพื้นที่ | โดยทั่วไปมักเหมาะสมที่จะใช้เป็นสวิตช์ตัดตอนแบบติดตั้งในตัวหรือติดตั้งอยู่ใกล้เคียง | กระแสรวม, แรงดันไฟฟ้าสูงสุด, สภาวะของตู้ควบคุม และความแตกต่างระหว่างการแยกวงจร (Isolation) และการป้องกันกระแสเกิน |
| มีการจัดเตรียมเซอร์กิตเบรกเกอร์ DC ที่เหมาะสมไว้ให้แล้ว | อุปกรณ์ตัดตอนแยกต่างหากอาจไม่จำเป็นหากเป็นเพียงการทำซ้ำซ้อน | เบรกเกอร์ต้องมีความเหมาะสมอย่างชัดเจนสำหรับการแยกวงจรและการสลับวงจรตามที่กำหนด ไม่ใช่เพียงแค่การป้องกันกระแสเกินในระบบ DC เท่านั้น |
| ตัวตัดตอนที่นำเสนอจะถูกติดตั้งในตำแหน่งที่เปิดโล่งบนหลังคาหรือผนังภายนอกอาคาร | เฉพาะในกรณีที่ประโยชน์ของการตัดแยกวงจรมีความคุ้มค่าเมื่อเทียบกับความเสี่ยงด้านสภาพแวดล้อมและการเชื่อมต่อที่เพิ่มขึ้น | การควบคุมการรั่วซึมของน้ำ, การสัมผัสกับรังสี UV และอุณหภูมิ, ทางเข้าสายเคเบิล, ความสมบูรณ์ของตู้ควบคุม, การเข้าถึง และการบำรุงรักษา |
| การออกแบบที่มีอยู่หรือเอกสารสัญญาได้ระบุจุดตัดแยกวงจรภายนอกไว้ | โดยปกติแล้วจำเป็นต้องมี เว้นแต่จะมีการแก้ไขแบบอย่างเป็นทางการ | ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง, การอนุมัติจากผู้ออกแบบ, ข้อกำหนดของผู้ผลิต, บันทึกการตรวจสอบ และเอกสารส่งมอบงาน |
กรอบแนวคิดนี้อธิบายว่าเหตุใดอุปกรณ์ตัดแยกวงจรภายนอกจึงเป็นเรื่องปกติในการติดตั้งในสหราชอาณาจักร โดยไม่ได้ถือว่าแนวทางปฏิบัติทั่วไปเป็นกฎหมายที่บังคับใช้ครอบคลุมทุกกรณี.
เหตุใด DC Isolator จึงกลายเป็นเรื่องปกติในระบบ Solar PV ของสหราชอาณาจักร
1. อินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องมีขอบเขตสำหรับการบำรุงรักษาที่ใช้งานได้จริง
แผงโซลาร์เซลล์จะผลิตแรงดันไฟฟ้า DC ตราบเท่าที่มีแสงสว่างเพียงพอ การปิดแหล่งจ่ายไฟ AC ของอาคารไม่ได้เป็นการตัดแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจาก PV ดังนั้นช่างเทคนิคที่ซ่อมบำรุงอินเวอร์เตอร์จึงจำเป็นต้องมีวิธีการที่ชัดเจนในการแยกอินเวอร์เตอร์ออกจากตัวนำไฟฟ้า DC ฝั่งแผงโซลาร์เซลล์.
สวิตช์ตัดตอน (switch-disconnector) ภายนอกที่ติดตั้งอยู่ใกล้กับอินเวอร์เตอร์จะช่วยให้มีจุดปฏิบัติงานที่มองเห็นได้ชัดเจนและอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังสามารถคงไว้กับระบบสายไฟถาวรได้ในกรณีที่มีการถอดอินเวอร์เตอร์ออก ฟังก์ชันการใช้งานจริงนี้เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้อุปกรณ์ภายนอกกลายเป็นส่วนประกอบที่คุ้นเคยในรูปแบบการติดตั้งระบบ PV ในสหราชอาณาจักร.
2. การแยกส่วนภายนอกช่วยให้ระบุและจัดทำเอกสารได้ง่าย
ตู้ควบคุมเฉพาะสามารถทำให้จุดตัดตอนมีความชัดเจนสำหรับผู้ติดตั้ง ผู้ตรวจสอบ และเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา แบบฟอร์มการทดสอบการใช้งาน MIS 3002 ในปัจจุบันจะบันทึกพิกัดกระแส พิกัดแรงดันไฟฟ้า ตำแหน่ง และการตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ตัดตอนแผงโซลาร์เซลล์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการจัดทำเอกสารการจัดวางระบบตัดตอน แม้ว่าตัวแบบฟอร์มเองไม่ควรถูกตีความว่าเป็นหลักฐานว่าการออกแบบทุกรูปแบบจำเป็นต้องมีตู้ควบคุมภายนอกแยกต่างหาก.
3. อุปกรณ์รุ่นเก่าและอุปกรณ์แบบผสมผสานไม่ได้ให้ฟังก์ชันการทำงานภายในที่เหมือนกันทั้งหมด
อินเวอร์เตอร์สมัยใหม่มักมีสวิตช์ DC ติดตั้งมาด้วย แต่ฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์และขอบเขตการซ่อมบำรุงนั้นแตกต่างกัน สวิตช์ภายในบางรุ่นอาจตัดแยกวงจรภายในอินเวอร์เตอร์ แต่ยังคงมีแรงดันไฟฟ้าค้างอยู่ที่ขั้วต่อหรือสายเคเบิลที่เชื่อมต่ออยู่ ในขณะที่บางรุ่นอาจไม่มีคุณสมบัติในการใช้งาน การล็อกปิด หรือการเข้าถึงที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนการปฏิบัติงานเฉพาะอย่าง.
คู่มือผลิตภัณฑ์และการออกแบบระบบ—ไม่ใช่เพียงแค่การมีด้ามจับแบบหมุน—จะต้องเป็นตัวกำหนดว่าสวิตช์นั้นตัดแยกส่วนใดอย่างแท้จริง.
4. ระบบแบบหลายสตริง (Multi-string) จำเป็นต้องมีสถาปัตยกรรมการสลับวงจรที่ออกแบบมาอย่างรอบคอบ
สตริง PV แบบขนานจะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าและสภาวะการไหลของกระแสที่อาจเกิดขึ้นในวงจรรวม สวิตช์ตัดตอนที่เอาต์พุตของกล่องรวมสายหรืออินพุตของอินเวอร์เตอร์อาจเป็นจุดตัดตอนร่วมที่ใช้งานได้จริง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์จะต้องถูกเลือกให้เหมาะสมกับสภาวะของวงจรรวมนั้นๆ การติดตั้งตู้ควบคุมที่คุ้นเคยโดยไม่ตรวจสอบพิกัดการตัดกระแสที่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้านั้นไม่เพียงพอ.
มาตรฐาน BS 7671 กำหนดให้ต้องมี DC Isolator ภายนอกหรือไม่?
หลีกเลี่ยงการสรุปคำถามนี้ด้วยคำตอบเพียงคำเดียว.
คำแนะนำของ IET ระบุว่าอินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องมีวิธีการแยกส่วน (isolation) ทั้งจากฝั่ง AC และ DC เพื่อการบำรุงรักษา เมื่อผู้ออกแบบเลือกใช้สวิตช์ตัดตอน DC ภายนอกตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป อุปกรณ์เหล่านั้นจะต้องมีพิกัดที่เหมาะสมกับระบบ PV นั้นๆ โดยเฉพาะ คำแนะนำเดียวกันยังระบุด้วยว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสมสำหรับการแยกส่วนอาจนำมาใช้ภายใต้ข้อกำหนด 712.537.2.2.102 ของ BS 7671 ได้เช่นกัน.
สิ่งนี้ทำให้เกิดความแตกต่างที่สำคัญ:
| ระดับความต้องการ | ความหมายทางวิศวกรรม |
|---|---|
| ฟังก์ชันที่ต้องการ | การออกแบบจะต้องจัดเตรียมฟังก์ชันการแยกส่วนและการสลับวงจรที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์และงานบำรุงรักษา. |
| อุปกรณ์ที่เป็นไปได้ | สวิตช์ตัดตอน DC สำหรับ PV ภายนอกที่มีพิกัดถูกต้องสามารถทำหน้าที่ดังกล่าวได้. |
| ทางเลือกที่เป็นไปได้ | สวิตช์ในตัวหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสมอาจเป็นที่ยอมรับได้ หากขีดความสามารถตามเอกสารและรูปแบบการติดตั้งเป็นไปตามข้อกำหนด. |
| ไม่สามารถตัดสินได้จากรูปลักษณ์ภายนอก | ด้ามจับแบบหมุน เครื่องหมาย “ON/OFF” หรือตัวเลขกระแสไฟฟ้าสูงเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าอุปกรณ์นั้นมีความเหมาะสมในการตัดแยกวงจรหรือตัดโหลดที่แรงดันไฟฟ้า DC ของระบบได้. |
สำหรับงานภายใต้มาตรฐาน MCS ข้อกำหนด MIS 3002:2025 ฉบับที่ 2.0 กำหนดให้ระบบต้องได้รับการออกแบบและติดตั้งตาม IET Code of Practice for Grid-Connected Solar Photovoltaic Systems ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง โดยอยู่ภายใต้ส่วนเพิ่มเติมและข้อยกเว้นที่ระบุไว้ในมาตรฐานดังกล่าว นอกจากนี้ยังระบุว่าหากข้อกำหนดมีความขัดแย้งกัน ให้ยึดถือ BS 7671 เวอร์ชันล่าสุดเป็นสำคัญ.
เนื่องจากมาตรฐานและคำแนะนำของผลิตภัณฑ์มีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ผู้ออกแบบหรือผู้ติดตั้งควรตรวจสอบเวอร์ชันที่ใช้บังคับ ณ วันที่ดำเนินโครงการ แทนการคัดลอกรูปแบบการติดตั้งจากงานเก่า.
การเปรียบเทียบระหว่างสวิตช์ตัดตอนภายนอก (External Isolator) กับสวิตช์ DC ที่ติดตั้งมาพร้อมกับอินเวอร์เตอร์
ไม่มีรูปแบบใดที่เหนือกว่าโดยอัตโนมัติ การเปรียบเทียบนี้ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงาน การเข้าถึง และจุดเสี่ยงที่อาจเกิดความเสียหายเพิ่มเติม.
| ปัจจัยในการตัดสินใจ | สวิตช์ตัดตอน DC สำหรับระบบ PV แบบภายนอก | สวิตช์ DC ที่ติดตั้งมาพร้อมกับอินเวอร์เตอร์ |
|---|---|---|
| การแยกส่วนเพื่อซ่อมบำรุงเมื่อต้องเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ | สามารถคงอยู่ร่วมกับระบบสายไฟถาวรและทำหน้าที่เป็นจุดแบ่งแยกส่วนที่ชัดเจน | อาจยังคงเป็นส่วนหนึ่งของอินเวอร์เตอร์ในเชิงกล ต้องตรวจสอบวิธีการถอดแยกให้ชัดเจน |
| การระบุตำแหน่งด้วยสายตา | มักมีความชัดเจนและมีการติดป้ายระบุตำแหน่งไว้ | ขึ้นอยู่กับการออกแบบและการติดป้ายระบุของอินเวอร์เตอร์ |
| ขั้วต่อ DC และช่องทางเข้าสายเคเบิลเพิ่มเติม | ใช่แล้ว | โดยปกติจะมีส่วนประกอบภายนอกน้อยกว่า |
| การสัมผัสกับฝน รังสี UV ความร้อน และการควบแน่น | ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและการติดตั้งตู้ควบคุมเป็นสำคัญ | ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและการสร้างอินเวอร์เตอร์ |
| การตรวจสอบเฉพาะรุ่น | จำเป็น | จำเป็น |
| ความเสี่ยงจากการติดตั้งซ้ำซ้อนโดยไม่จำเป็น | เป็นไปได้ | ไม่สามารถนำมาใช้ได้ในกรณีที่เป็นวิธีการตัดแยกวงจรที่เลือกไว้แล้ว |
การติดตั้งอุปกรณ์ภายนอกจะมีความสมเหตุสมผลก็ต่อเมื่อให้ประโยชน์ในการบำรุงรักษาหรือการควบคุมระบบอย่างแท้จริง การเพิ่มอุปกรณ์เพียงเพราะ “ระบบในสหราชอาณาจักรมักจะมีติดตั้งไว้” ไม่ถือเป็นเหตุผลเชิงวิศวกรรมที่เพียงพอ.
วิธีการระบุสเปกของสวิตช์ตัดตอน DC สำหรับระบบ PV ภายนอกอาคาร
หากการออกแบบกำหนดให้ต้องมีอุปกรณ์ภายนอก การระบุคุณลักษณะควรเริ่มต้นจากพารามิเตอร์ของวงจร ไม่ใช่จากพิกัดกระแสในแคตตาล็อก.
1. คำนวณแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ PV
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Open-circuit voltage) ของระบบ PV จะสูงขึ้นในสภาวะอากาศเย็น คู่มือการเลือกอุปกรณ์ของ IET ได้นำเสนอแนวทางการออกแบบดังนี้:
UOC MAX = จำนวนโมดูลที่ต่ออนุกรม × UOC STC × 1.2คู่มือดังกล่าวยังระบุด้วยว่าอาจใช้วิธีการทางเลือกโดยอ้างอิงจากอุณหภูมิต่ำสุดของสถานที่ติดตั้งและสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าของโมดูล ทั้งนี้ วิธีการที่กำหนดสำหรับโครงการควรนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอโดยใช้ข้อมูลโมดูลที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว.
จากนั้นต้องตรวจสอบอุปกรณ์ตัดแยกที่เลือกใช้ที่แรงดันไฟฟ้าที่คำนวณได้นั้น กระแสไฟฟ้าที่ยอมรับได้ในการตัดวงจรของอุปกรณ์อาจลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้า DC เพิ่มขึ้น.
2. คำนวณกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร
สำหรับสตริงที่ต่อขนานกัน คู่มือ IET ฉบับเดียวกันได้ระบุไว้ว่า:
ISC MAX = จำนวนสตริงที่ต่อขนานกัน × ISC STC × 1.25อุปกรณ์สวิตช์ที่จุดรวมเอาต์พุตจะต้องถูกเลือกให้เหมาะสมกับกระแสไฟฟ้าที่ออกแบบไว้รวมกัน ส่วนความจำเป็นในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินสำหรับสตริงนั้นเป็นการตัดสินใจแยกต่างหาก โดยอุปกรณ์ตัดตอนแบบแมนนวลไม่สามารถใช้แทนฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ได้.
3. เลือกประเภทการใช้งาน PV ให้ถูกต้อง
มาตรฐาน BS EN IEC 60947-3 ได้รวมหมวดหมู่เฉพาะสำหรับ PV ไว้ดังนี้:
| ประเภทการใช้งาน | ลักษณะการใช้งานทั่วไป | ข้อจำกัดสำคัญ |
|---|---|---|
| DC-PV0 | การตัดวงจรในขณะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน | ไม่ได้รับการจัดระดับให้สามารถตัดหรือต่อกระแสไฟฟ้าได้ จึงไม่เหมาะสมในกรณีที่การแยกวงจรของอินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องมีการตัดกระแสไฟฟ้าขณะมีโหลด (on-load interruption) |
| DC-PV1 | สตริง PV เดี่ยวหรือวงจรที่ไม่มีโอกาสเกิดกระแสเกิน (overcurrent) ในระดับที่มีนัยสำคัญ | ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรจริงเป็นไปตามเงื่อนไขนี้ |
| DC-PV2 | วงจร PV ที่อาจเกิดกระแสเกินในระดับที่มีนัยสำคัญและกระแสไฟฟ้าอาจไหลได้ทั้งสองทิศทาง เช่น กรณีสตริงขนานบนอินเวอร์เตอร์ตัวเดียวกัน | มักเกี่ยวข้องกับวงจรแบบรวมหรือวงจรสตริงขนาน |
อย่าสรุปประเภทการใช้งาน (utilization category) จากรูปถ่ายผลิตภัณฑ์หรือฉลาก “solar isolator” ทั่วไป ให้ขอ datasheet ที่ถูกต้องและหลักฐานการรับรองมาตรฐานสำหรับรุ่นที่ระบุไว้โดยเฉพาะ.
4. ตรวจสอบการกำหนดค่าขั้วและการเดินสาย
สวิตช์ตัดตอน (switch-disconnectors) แบบสองขั้วและสี่ขั้วอาจมีขีดความสามารถด้านแรงดันและกระแส DC ที่แตกต่างกัน โดยอาจมีการต่อหน้าสัมผัสหลายชุดแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มระยะการอาร์กที่มีประสิทธิภาพ หรือใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานในรูปแบบอื่น ซึ่งการจัดวางที่อนุญาตให้ทำได้นั้นจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์แต่ละรุ่น.
ตรวจสอบ:
- การกำหนดค่าขั้วต่อและจุดเชื่อมต่อที่แน่นอน;
- การออกแบบมีความไวต่อขั้ว (polarity-sensitive) หรือไม่;
- พิกัดแรงดัน/กระแส DC สำหรับการกำหนดค่านั้นๆ;
- จุดเชื่อมต่อและแผนผังการติดตั้งที่ผู้ผลิตจัดเตรียมมาให้;
- ข้อกำหนดในการตัดการเชื่อมต่อตัวนำพร้อมกัน; และ
- ความเหมาะสมสำหรับการใช้งานในการตัดต่อและการแยกวงจรตามวัตถุประสงค์.
ห้ามสันนิษฐานโดยเด็ดขาดว่าการเชื่อมต่อแบบตรงหรือรูปแบบการเดินสายที่ใช้ในรุ่นอื่นจะสามารถนำมาใช้ร่วมกันได้.
5. การเลือกให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง
สำหรับอุปกรณ์ที่ติดตั้งภายนอกอาคาร ค่า IP rating ที่ระบุไว้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น ประสิทธิภาพของตู้ควบคุมอาจลดลงได้หากการเดินสายเข้าตู้หรือการติดตั้งยึดอุปกรณ์ทำได้ไม่ดีพอ.
มาตรฐาน MIS 3002 แนะนำว่าการรักษาค่า IP rating ให้เหมาะสมสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร อาจจำเป็นต้องเดินสายเข้าจากด้านล่าง การทำ drip loop และการใช้สายไฟหนึ่งเส้นต่อหนึ่งเคเบิลแกลนด์ นอกจากนี้ IET ยังเน้นย้ำถึงผลกระทบจากความร้อนจากแสงอาทิตย์และการสัมผัสรังสี UV โดยเฉพาะบนผนังที่หันไปทางทิศใต้ รวมถึงความจำเป็นในการรักษาความสมบูรณ์ของตู้ควบคุมในระหว่างการติดตั้งยึดอุปกรณ์.
ตรวจสอบหัวข้อต่อไปนี้โดยเทียบกับคำแนะนำในการติดตั้งและคู่มือจากผู้ผลิต:
- การสัมผัสกับน้ำ การควบแน่น ฝุ่น รังสี UV และอุณหภูมิโดยรอบ;
- ทิศทางการเดินสายเข้าและประเภทของเคเบิลแกลนด์ที่เหมาะสม;
- การใช้สายไฟขนาดที่ถูกต้องหนึ่งเส้นต่อหนึ่งเคเบิลแกลนด์;
- จุดยึดที่ไม่ทำให้โครงตู้ที่ปิดผนึกเสียหาย;
- ความเหมาะสมของขั้วต่อสำหรับประเภทของตัวนำ;
- การใช้ปลอกหุ้มปลายสาย (ferrule) หรือท่อหดตามที่กำหนด; และ
- ค่าแรงบิดในการขันยึดตามรุ่นของอุปกรณ์และข้อกำหนดในการตรวจสอบ.
เหตุใดการติดตั้งอุปกรณ์ตัดตอน (Isolator) เพิ่มเติมจึงอาจเพิ่มความเสี่ยง
อุปกรณ์ตัดตอนไม่ได้มีความปลอดภัยมากขึ้นเพียงเพราะเป็นแบบติดตั้งภายนอกหรือระบุว่าใช้สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ การติดตั้งเพิ่มจะทำให้มีตู้ครอบ หน้าสัมผัสสวิตช์ จุดต่อสาย เคเบิลแกลนด์ และงานติดตั้งเพิ่มขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้จะต้องคงความน่าเชื่อถือไว้ได้ในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง.
การสอบสวนของ BRE ภายใต้รัฐบาลสหราชอาณาจักรเกี่ยวกับเหตุเพลิงไหม้ที่เกี่ยวข้องกับระบบโซลาร์ PV ได้ระบุถึงปัญหาของอุปกรณ์ตัดตอน DC ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ สามประการ ได้แก่ การออกแบบหรือโครงสร้างผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน อุปกรณ์มีพิกัดต่ำกว่าแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าของระบบ PV ที่เชื่อมต่อ และการติดตั้งที่ไม่ได้มาตรฐาน ในเหตุการณ์ที่ได้รับการตรวจสอบในรายงานส่วนนั้น พบว่าอุปกรณ์ตัดตอนที่ติดตั้งอย่างไม่ถูกต้องจำนวนเก้าตัวมีความเกี่ยวข้องกับเหตุเพลิงไหม้หรือเหตุการณ์ความร้อนสูงเกิน โดยสี่เหตุการณ์เกิดจากน้ำรั่วซึมเข้าสู่อุปกรณ์ตัดตอน DC ผ่านทางเคเบิลแกลนด์ที่ติดตั้งในลักษณะหงายขึ้น.
ข้อค้นพบเหล่านี้ไม่ได้หมายความว่าไม่ควรใช้อุปกรณ์ตัดตอนภายนอก แต่หมายความว่าประโยชน์จากการตัดแยกวงจรจะต้องมาพร้อมกับการเลือกผลิตภัณฑ์ การกำหนดค่า การติดตั้งตู้ครอบ การตรวจสอบ และการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง ภาพรวมของรัฐบาลยังระบุด้วยว่าอุบัติการณ์ของเหตุเพลิงไหม้ที่เกี่ยวข้องกับระบบ PV นั้นอยู่ในระดับต่ำมาก ดังนั้นหลักฐานที่มีควรนำไปสู่การปรับปรุงทางวิศวกรรมให้ดียิ่งขึ้น แทนที่จะเป็นการกล่าวอ้างที่สร้างความตื่นตระหนกเกินจริง.
รายการตรวจสอบสำหรับการจัดซื้อและการทวนสอบการออกแบบ
ก่อนอนุมัติการใช้งาน DC isolator ภายนอกสำหรับโครงการระบบ PV ในสหราชอาณาจักร ให้ร้องขอและทวนสอบข้อมูลดังต่อไปนี้:
- ชื่อผู้ผลิตและหมายเลขรุ่นที่ถูกต้องแม่นยำ;
- การคำนวณแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงสุดในการออกแบบระบบ PV;
- พิกัดของอุปกรณ์ที่แรงดันไฟฟ้า DC นั้นๆ ไม่ใช่เพียงแค่พิกัดกระแสไฟฟ้าที่ระบุไว้หน้าผลิตภัณฑ์เท่านั้น;
- หลักฐานการปฏิบัติตามมาตรฐาน BS EN IEC 60947-3 ฉบับล่าสุดที่เกี่ยวข้อง;
- หมวดหมู่การใช้งาน (utilization category) แบบ DC-PV0, DC-PV1 หรือ DC-PV2 ตามที่วงจรต้องการ;
- เครื่องหมายหรือฟังก์ชันการตัดต่อวงจร (making, breaking) และการแยกส่วนทางไฟฟ้า (isolation);
- การกำหนดค่าแบบสองขั้วหรือสี่ขั้ว และแผนผังการเดินสายที่ได้รับการรับรอง;
- ข้อจำกัดด้านขั้วไฟฟ้าและทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า;
- ประเภทของตัวนำที่ขั้วต่อและข้อกำหนดในการเตรียมสายไฟ;
- ระดับการป้องกันของตู้และสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมกับสถานที่ติดตั้ง;
- ค่าแรงบิดในการขันตามที่ผู้ผลิตกำหนดและคำแนะนำในการติดตั้ง;
- ข้อกำหนดในการล็อกตำแหน่งและตัวบ่งชี้สถานะสำหรับการบำรุงรักษา;
- การทำงานร่วมกับสวิตช์ที่ติดตั้งมาพร้อมกับอินเวอร์เตอร์;
- ขอบเขตการตัดวงจรที่ชัดเจนตามที่แสดงในแผนผังเส้นเดี่ยว (single-line diagram) และ
- บันทึกการตรวจสอบ การทดสอบการใช้งาน และการส่งมอบงาน.
หากจำเป็นต้องมีฟังก์ชันป้องกันกระแสเกินด้วย ให้พิจารณาบทบาทแยกต่างหากใน ตัวแยก DC เทียบกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ DC ในกล่องรวมพลังงานแสงอาทิตย์. สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับตัวอุปกรณ์ โปรดดู สวิตช์ตัดตอน DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์คืออะไร?.
ข้อสรุป
สวิตช์ตัดตอน DC ภายนอกเป็นอุปกรณ์ที่พบได้ทั่วไปในการติดตั้งระบบโซลาร์ PV ในสหราชอาณาจักร เนื่องจากสามารถสร้างจุดแบ่งเขตสำหรับการบำรุงรักษาที่ชัดเจนและเข้าถึงได้ง่ายระหว่างสายไฟของแผง PV กับอินเวอร์เตอร์ อย่างไรก็ตาม แนวทางปฏิบัติทั่วไปไม่ได้หมายความว่าเป็นข้อกำหนดที่ต้องมีในทุกกรณี.
การออกแบบควรเริ่มต้นจากการกำหนดฟังก์ชันและขอบเขตของการตัดตอนให้ชัดเจน จากนั้นจึงพิจารณาว่าฟังก์ชันดังกล่าวควรดำเนินการโดยสวิตช์ที่ติดตั้งมาพร้อมกับอินเวอร์เตอร์ เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสม หรือสวิตช์ตัดตอน DC สำหรับระบบ PV ภายนอก หากเลือกใช้อุปกรณ์ภายนอก จะต้องพิจารณาประเภทการใช้งาน PV (PV utilization category), ความสามารถในการตัดกระแสตามแรงดันไฟฟ้า, พิกัดกระแส, การจัดวางขั้ว, สภาพแวดล้อมในการติดตั้ง และเอกสารข้อมูลของรุ่นอุปกรณ์ให้สอดคล้องกับวงจรจริง.
สำหรับโครงการที่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์แยกต่างหาก โปรดดู กลุ่มผลิตภัณฑ์สวิตช์ตัดตอน DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ของ VIOX และขอเอกสาร datasheet ของรุ่นที่ระบุและเอกสารรับรองความสอดคล้องก่อนทำการระบุสเปก การจัดวางกลุ่มผลิตภัณฑ์บนเว็บไซต์ไม่ใช่หลักฐานยืนยันว่ารุ่นนั้นๆ จะเป็นไปตามข้อกำหนดของสหราชอาณาจักรสำหรับโครงการของคุณ.
คำถามที่ถูกถามบ่อย
จำเป็นต้องติดตั้ง DC isolator ภายนอกสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ทุกแห่งในสหราชอาณาจักรตามกฎหมายหรือไม่?
อย่าถือว่าเป็นข้อกำหนดแบบครอบคลุม การติดตั้งจำเป็นต้องมีวิธีการตัดแยกและสับเปลี่ยนวงจรตามที่กำหนด แต่การนำไปใช้งานที่ยอมรับได้นั้นขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ การออกแบบระบบ เวอร์ชันของ BS 7671 ที่เกี่ยวข้อง คำแนะนำของ IET และข้อกำหนดของโครงการ ตู้ภายนอกแยกต่างหากเป็นเพียงวิธีหนึ่งในการนำไปใช้งาน ไม่ใช่วิธีเดียวเท่านั้น.
สวิตช์ DC ในตัวอินเวอร์เตอร์สามารถใช้แทน DC isolator ภายนอกได้หรือไม่?
อาจใช้แทนได้หากเอกสารจากผู้ผลิตยืนยันถึงฟังก์ชันการสับเปลี่ยนและการตัดตอน พิกัดความสามารถ การเข้าถึง และขอบเขตการบำรุงรักษาที่จำเป็น โปรดตรวจสอบว่าส่วนใดยังคงมีกระแสไฟฟ้าอยู่เมื่อสวิตช์อยู่ในตำแหน่งเปิด (OFF) และวิธีการถอดอินเวอร์เตอร์ออกอย่างปลอดภัย.
สามารถใช้ DC circuit-breaker แทน DC isolator ได้หรือไม่?
อาจเป็นไปได้ คำแนะนำของ IET ระบุว่า circuit-breaker ที่เหมาะสมสำหรับการตัดตอนสามารถนำมาใช้ได้ภายใต้ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องของ BS 7671 โดยจะต้องระบุความสามารถในการตัดกระแส DC และความเหมาะสมในการใช้เป็นอุปกรณ์ตัดตอนไว้อย่างชัดเจน ทั้งนี้ circuit-breaker ไม่ได้ถือเป็น isolator โดยอัตโนมัติเพียงเพราะมีตำแหน่ง OFF.
สามารถใช้ AC isolator ในฝั่ง DC ของระบบโซลาร์เซลล์ได้หรือไม่?
เฉพาะในกรณีที่อุปกรณ์นั้นมีพิกัด DC ระบุไว้ชัดเจนในเอกสารข้อมูล และมีความเหมาะสมสำหรับการตัดต่อและแยกวงจร DC ตามแรงดันและกระแสที่คำนวณได้ของระบบเท่านั้น พิกัด AC เพียงอย่างเดียวไม่สามารถนำมาใช้กับงาน PV DC ได้ เนื่องจากอาร์ก DC ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องนั้นดับได้ยากกว่า.
ตัวตัดวงจร DC บนหลังคาปลอดภัยกว่าตัวตัดวงจรฝั่งอินเวอร์เตอร์หรือไม่?
ไม่เสมอไป ตำแหน่งบนหลังคาหรือพื้นที่เปิดโล่งอาจเพิ่มความเสี่ยงจากน้ำ รังสี UV อุณหภูมิ การเข้าถึง และการบำรุงรักษา ควรเลือกตำแหน่งจุดตัดวงจรตามขอบเขตการแยกวงจรที่กำหนดและการประเมินการออกแบบที่มีเอกสารรองรับ ไม่ใช่การสันนิษฐานทั่วไปว่าการมีตัวตัดวงจรมากขึ้นจะหมายถึงความปลอดภัยที่มากขึ้นเสมอไป.
การเปิดตัวตัดวงจร DC ทำให้สาย PV ทุกเส้นปลอดภัยหรือไม่?
ไม่ แผงโซลาร์เซลล์ยังคงสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้ในเวลากลางวัน การเปิดตัวตัดวงจรจะเป็นการแยกวงจร ณ จุดนั้น แต่ตัวนำระหว่างแผงโซลาร์เซลล์กับอุปกรณ์ที่เปิดอยู่อาจยังคงมีกระแสไฟฟ้าอยู่ การทำงานอย่างปลอดภัยจำเป็นต้องมีขั้นตอนการแยกวงจรและการตรวจสอบที่ผ่านการรับรอง ซึ่งดำเนินการโดยผู้ที่มีความเชี่ยวชาญ.
