DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์: วิธีการเลือก Ucpv, ประเภท และตำแหน่งการติดตั้ง

เลือก DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์โดยพิจารณาจากแผง PV และการติดตั้ง ไม่ใช่พิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าปกติหรือค่า kA ที่สูงที่สุด. ขั้นแรกให้คำนวณแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดในสภาพอากาศเย็นของหนึ่งสตริง จากนั้นคัดเลือก DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ที่มีค่า Ucpv และการกำหนดค่าระบบที่เหมาะสม เลือก Type 2 หรือ Type 1+2 ตามการสัมผัสกับฟ้าผ่าและการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่า ตัดสินใจว่าจุดใดที่จำเป็นต้องมีการป้องกัน และตรวจสอบค่า Up ความเข้ากันได้กับการลัดวงจร การป้องกันสำรอง และคำแนะนำของผู้ผลิตอย่างละเอียด.

การตรวจสอบการเลือกใช้งาน	การตัดสินใจที่ต้องบันทึก
แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสตริง	ค่า Voc ที่คำนวณสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นสำหรับสตริงที่ยาวที่สุดที่อนุญาต
ความเหมาะสมของแรงดันไฟฟ้า SPD	Ucpv และการกำหนดค่าระบบ PV ที่เหมาะสมสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดนั้น
ประเภท SPD	Type 2 หรือ Type 1+2 ขึ้นอยู่กับการสัมผัส, ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS), ระยะห่าง และกฎของโครงการ
ตำแหน่งการติดตั้ง	อาร์เรย์/คอมไบเนอร์, อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ หรือปลายสายทั้งสองด้านหลังจากตรวจสอบการออกแบบแล้ว
ประสิทธิภาพการป้องกัน	Up, In/Imax หรือ Iimp ตามความเหมาะสม และการประสานงานกับค่าความทนทานของอุปกรณ์
ความปลอดภัยจากกระแสลัดวงจร	ทิศทาง Iscpv/SCCR, อุปกรณ์สำรองที่อนุญาต และกระแสลัดวงจรที่ใช้งานได้จริง
หลักฐาน	เอกสารข้อมูล PV DC, เอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนด/การทดสอบที่เกี่ยวข้อง, แผนผังการเดินสายไฟ และคำแนะนำในการติดตั้ง

หน้านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในส่วนของ การเลือก สำหรับรายละเอียดการจัดวางในระดับขั้วต่อ ให้ใช้ คู่มือการเดินสาย SPD และ แผนผังการเดินสายไฟของตู้รวมสายโซลาร์เซลล์. โดยแผนผังโครงการและคู่มือ SPD ฉบับจริงยังคงเป็นเอกสารหลักที่ใช้ในการอ้างอิง.

SPD ทำหน้าที่อะไรในระบบโซลาร์เซลล์?

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินในช่วงเวลาสั้นๆ และเบี่ยงเบนกระแสกระชากผ่านเส้นทางป้องกันที่ออกแบบไว้ สำหรับฝั่ง PV DC อุปกรณ์นี้มีจุดประสงค์เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่อาจส่งผลต่ออินเวอร์เตอร์ อุปกรณ์รวมสาย ฮาร์ดแวร์ตรวจสอบ หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่เชื่อมต่ออยู่.

SPD ไม่สามารถใช้แทนฟิวส์ DC, เซอร์กิตเบรกเกอร์, อุปกรณ์ตัดตอน (isolator), ระบบการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า (bonding system) หรือระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกได้ อีกทั้งยังไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องได้ ฟังก์ชันเหล่านี้จะต้องได้รับการประสานงานให้เป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้ง.

ระบบ PV โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการตรวจสอบแยกต่างหากที่จุดเชื่อมต่อ 4 จุด ได้แก่:

• วงจร DC ของแผงโซลาร์เซลล์หรือกล่องรวมสาย (combiner-box);
• อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์;
• เอาต์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์หรือตู้แผงสวิตช์ไฟฟ้า; และ
• สายข้อมูล สายเซนเซอร์ หรือสายสื่อสาร.

ผลิตภัณฑ์สำหรับ DC และ AC ไม่สามารถใช้แทนกันได้ มาตรฐาน IEC 61643-31:2018 ใช้กับ SPD ที่ออกแบบมาสำหรับฝั่ง DC ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 1,500 V DC ส่วนมาตรฐาน IEC 61643-32:2017 ครอบคลุมถึงการเลือกและการประยุกต์ใช้งานสำหรับระบบติดตั้ง PV สำหรับอุปกรณ์ฝั่ง AC ให้ปฏิบัติตามกรอบการทำงานของผลิตภัณฑ์และการติดตั้ง SPD สำหรับ AC ที่เกี่ยวข้อง.

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณค่า Voc ของสตริงในสภาพอากาศเย็นจัดสูงสุด

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของโมดูล PV จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของเซลล์ลดลง ซึ่งทำให้ค่า Voc ของสตริงที่สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ของแผงโซลาร์เซลล์ ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า DC ระบุของอินเวอร์เตอร์ เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการเลือกค่า Ucpv.

ใช้ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้าต่ออุณหภูมิของผู้ผลิตโมดูลและอุณหภูมิต่ำสุดในการออกแบบตามที่วิธีของโครงการกำหนด โดยมีการคำนวณแบบย่อดังนี้:

Voc,max = Nseries × Voc,module,STC × [1 + |βVoc| × (25 − Tmin)]

ที่ไหน:

• Nseries คือจำนวนโมดูลที่ต่ออนุกรมกันในหนึ่งสตริง;
• Voc,module,STC คือแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของโมดูลที่สภาวะทดสอบมาตรฐาน;
• βVoc คือค่าสัมบูรณ์ของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ Voc ต่อองศาเซลเซียส ซึ่งแสดงเป็นทศนิยม; และ
• Tmin คืออุณหภูมิการออกแบบที่ใช้ตามวิธีของโครงการที่เกี่ยวข้อง.

ตัวอย่างการคำนวณ

สมมติให้มีโมดูล 20 โมดูลต่ออนุกรมกัน โดยแต่ละโมดูลมี Voc เท่ากับ 45 V ที่สภาวะ STC เอกสารข้อมูลของโมดูลระบุสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ Voc ไว้ที่ −0.301%/°C และอุณหภูมิต่ำสุดที่ออกแบบไว้คือ −10°C.

Voc ของสตริงที่ STC = 20 × 45 V = 900 V
ผลต่างอุณหภูมิ = 25 − (−10) = 35°C
ตัวคูณแก้ไขอุณหภูมิเย็น = 1 + 0.003 × 35 = 1.105
Voc,max = 900 V × 1.105 = 994.5 V

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นใกล้เคียงเกินกว่าที่จะเลือกใช้พิกัด Ucpv ที่ 1,000 V ได้โดยอัตโนมัติ วิศวกรจะต้องใช้วิธีการตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ค่าเผื่อที่กำหนด ความคลาดเคลื่อนของโมดูล แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของอินเวอร์เตอร์ และคำแนะนำของผู้ผลิต SPD ผู้ผลิตบางรายที่อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC จะใช้ความสัมพันธ์ของ Ucpv เพิ่มเติมกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์ ดังนั้นควรใช้วิธีการที่ได้รับการอนุมัติสำหรับโครงการแทนการผสมผสานกฎเกณฑ์จากตลาดที่แตกต่างกัน.

ห้ามเพิ่มค่า Ucpv โดยไม่พิจารณาระดับการป้องกัน แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องที่สูงขึ้นอาจมาพร้อมกับค่า Up ที่สูงขึ้นด้วย การเลือกอุปกรณ์เป็นปัญหาเรื่องการประสานงาน: SPD จะต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้า PV สูงสุดในสภาวะปกติได้ และยังคงต้องจำกัดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะให้ต่ำกว่าระดับทนทานของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน รวมถึงผลกระทบจากสายนำติดตั้งด้วย.

ขั้นตอนที่ 2: เลือก SPD ให้เหมาะสมกับระบบ PV DC

ฉลากที่ระบุว่า “DC SPD” นั้นไม่เพียงพอ โปรดยืนยันว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีไว้สำหรับใช้งานกับไฟฟ้ากระแสตรงในระบบโซลาร์เซลล์และตรงกับรูปแบบการต่อวงจร.

ตรวจสอบ	ทำไมถึงสำคัญ	หลักฐานที่ต้องขอ
การใช้งาน PV DC	พฤติกรรมการเกิดอาร์กและการตัดวงจรของ DC แตกต่างจาก AC	เอกสารข้อมูลที่ระบุการใช้งาน PV DC และมาตรฐานผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
ยูซีพีวี	ต้องยังคงเหมาะสมที่แรงดันไฟฟ้า PV ปกติสูงสุด	ค่าพิกัดและกฎการเลือกของผู้ผลิต
โหมดการป้องกันและจำนวนขั้ว	ต้องสอดคล้องกับโครงสร้างระบบ PV แบบต่อลงดิน แบบต่อลงดินเชิงหน้าที่ หรือแบบลอยตัว	แผนภาพวงจรของผู้ผลิตสำหรับรุ่นที่ระบุ
Iscpv หรือพฤติกรรมการลัดวงจรที่ระบุไว้	SPD ต้องมีความปลอดภัยภายใต้สภาวะกระแสลัดวงจรของ PV ที่อาจเกิดขึ้นได้	ข้อมูลการทดสอบ/ค่าพิกัด และการจัดวางอุปกรณ์ป้องกันที่อนุญาต
การกำหนดรหัสตลับแบบเสียบได้	ป้องกันการติดตั้งอุปกรณ์ทดแทนที่ไม่เข้ากัน	ความเข้ากันได้ของหมายเลขชิ้นส่วนฐานและตลับ
ขีดจำกัดด้านสภาพแวดล้อม	กล่องรวมสาย (Combiner boxes) อาจได้รับผลกระทบจากความร้อน ความชื้น การควบแน่น และระดับความสูง	ขีดจำกัดด้านอุณหภูมิ ระดับความสูง ตู้หุ้ม และระดับมลภาวะ

IEC 61643-31 ได้ยกเว้น SPD สำหรับระบบ PV ที่มีการกักเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่ไว้อย่างชัดเจน ซึ่งไม่ได้หมายความว่าโครงการ PV ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานจะไม่สามารถใช้ระบบป้องกันไฟกระชากได้ แต่หมายความว่าการป้องกันฝั่งแบตเตอรี่และฝั่งคอนเวอร์เตอร์จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และหลักฐานเฉพาะของตนเอง โปรดใช้ คู่มือการป้องกันไฟกระชากสำหรับ BESS สำหรับการใช้งานแยกส่วนดังกล่าว.

ขั้นตอนที่ 3: เลือกประเภท Type 2 หรือ Type 1+2 ตามระดับความเสี่ยง

ประเภทไม่ใช่ระดับคุณภาพ อุปกรณ์ Type 1 และอุปกรณ์แบบผสม Type 1+2 ได้รับการประเมินสำหรับภาระกระแสฟ้าผ่า ส่วนอุปกรณ์ Type 2 จะเน้นไปที่บริบทการทดสอบกระแสกระชากที่ใช้สำหรับแรงดันเกินจากการเหนี่ยวนำและการสวิตช์ การเลือกใช้อุปกรณ์ต้องเป็นไปตามเส้นทางกระแสฟ้าผ่าของการติดตั้ง ไม่ใช่การสันนิษฐานว่าตัวเลขที่สูงกว่าจะดีกว่าเสมอไป.

เงื่อนไขการติดตั้ง	จุดเริ่มต้นสำหรับการทบทวนการออกแบบ	สิ่งที่ต้องใช้ตัดสินใจเลือกขั้นสุดท้าย
ระบบ PV บนหลังคาที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS)	Type 2 มักได้รับการประเมินสำหรับแรงดันเกินจากการเหนี่ยวนำ	กฎระเบียบท้องถิ่น การประเมินความเสี่ยง คำแนะนำของผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ การเดินสายเคเบิล และสภาพพื้นที่ติดตั้ง
อาคารที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS) และมีการรักษาระยะห่างที่เพียงพอ	Type 2 อาจเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบที่ประสานสัมพันธ์กัน	การออกแบบ LPS, การคำนวณระยะห่าง, แนวคิดการเชื่อมต่อประสานศักย์ และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
มีระบบ LPS ภายนอกและไม่สามารถรักษาระยะห่างได้	การใช้งานประเภท Type 1 หรือ Type 1+2 มักจะได้รับการประเมินที่จุดเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง	การแบ่งกระแสฟ้าผ่าที่คาดการณ์ไว้, ระดับชั้นของ LPS, การเดินสายตัวนำ และข้อกำหนดของโครงการ
พื้นที่ติดตั้งโซลาร์เซลล์บนพื้นดินหรือพื้นที่สาธารณูปโภคที่เปิดโล่ง	การประสานการทำงานระหว่าง Type 1/Type 1+2 และ Type 2 ตามความเหมาะสมของโครงการอาจมีความจำเป็น	ความเสี่ยงจากฟ้าผ่า, ระบบสายดินแบบตาข่าย, จุดเข้าสายเคเบิลหลายจุด, ค่าใช้จ่ายจากการหยุดชะงักของระบบ และการศึกษาทางวิศวกรรม
การเปลี่ยนทดแทนในตู้รวมสาย (combiner) ที่มีอยู่เดิม	ให้เป็นไปตามแบบที่ได้รับอนุมัติ ห้ามคาดเดาประเภทจากลักษณะภายนอก	แบบแปลนต้นฉบับ ข้อมูลฐาน/ตลับที่ถูกต้องแม่นยำ และประวัติการเปลี่ยนแปลงหน้างาน

Iimp อยู่ในบริบทของการทดสอบกระแสฟ้าผ่า Type 1 ซึ่งโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับแรงกระตุ้นขนาด 10/350 μs ส่วน In และ Imax จะเกี่ยวข้องกับบริบทของคลื่นกระแสขนาด 8/20 μs ที่ใช้สำหรับประสิทธิภาพของ Type 2 ค่าเหล่านี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ดังนั้นตัวเลข kA สูงสุดภายใต้รูปคลื่นหนึ่งจึงไม่ได้พิสูจน์ถึงความสามารถที่เหนือกว่าภายใต้อีกรูปคลื่นหนึ่ง โดยที่ คู่มือ Type 1, Type 2 และ Type 3 อธิบายขอบเขตการจำแนกประเภท.

ขั้นตอนที่ 4: ตัดสินใจตำแหน่งที่จำเป็นต้องติดตั้ง Solar DC SPD

การจัดวางเป็นตัวควบคุมเส้นทางการป้องกันที่แท้จริง ควรประเมิน SPD ใกล้กับจุดเข้าสายหรืออุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน โดยให้การเชื่อมต่อมีความสั้นและตรงที่สุดเท่าที่แบบที่ได้รับอนุมัติจะเอื้ออำนวย.

ที่ตั้ง	ดประสงค์	คำถามด้านการออกแบบ
จุดรวมสายอาเรย์หรือกล่องรวมสายสตริง	จำกัดแรงดันเกินที่เข้ามาหรือเหนี่ยวนำในวงจรสตริงภายนอกอาคาร	ตู้หุ้มห่อเหมาะสมหรือไม่? จุดต่อลงดินอยู่ใกล้หรือไม่? สถาปัตยกรรมอินพุตแต่ละชุดตรงกับ SPD หรือไม่?
อินพุตไฟฟ้ากระแสตรงของอินเวอร์เตอร์	ลดแรงดันชั่วขณะที่ขั้วต่อของอินเวอร์เตอร์	มีการติดตั้งระบบป้องกันและจัดทำเอกสารไว้หรือไม่? ระยะห่างจาก SPD ฝั่งแผงโซลาร์เซลล์เป็นเท่าใด?
ปลายทั้งสองด้านของเส้นทางสาย DC ที่มีความยาว	ควบคุมแรงดันชั่วขณะที่ปลายสายทั้งสองด้าน	มาตรฐาน IEC 61643-32 คู่มืออินเวอร์เตอร์ หรือการออกแบบโครงการ กำหนดให้มีการป้องกันเพิ่มเติมตามระยะทางหรือไม่?
เอาต์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์หรือแผงจ่ายไฟ AC	จัดการกับแรงดันเกินที่เข้ามาทางเครือข่าย AC	ใช้ AC SPD ที่เหมาะสมกับระบบจ่ายไฟ อย่าอนุมานนำอุปกรณ์ DC สำหรับระบบ PV มาใช้ซ้ำ
อินเทอร์เฟซสำหรับการตรวจสอบและการสื่อสาร	ป้องกันเส้นทางสัญญาณที่อาจเลี่ยงผ่าน SPD ของระบบกำลัง	จับคู่แรงดันสัญญาณ อินเทอร์เฟซ แบนด์วิดท์ และแนวคิดการต่อลงดินให้ตรงกัน

คู่มือหลายฉบับอ้างอิงระยะห่างประมาณ 10 m ระหว่างอุปกรณ์กับ SPD ว่าเป็นจุดตรวจสอบสำหรับการประเมินการป้องกันเพิ่มเติม ให้ถือว่าสิ่งนี้เป็นตัวกระตุ้นสำหรับการออกแบบการใช้งาน ไม่ใช่ข้อกำหนดสากล ทั้งนี้ ฉบับที่บังคับใช้ โทโพโลยีของระบบ เส้นทางการเดินสาย การออกแบบ LPS ความทนทานของอุปกรณ์ และคำแนะนำของผู้ผลิตจะเป็นตัวกำหนดการจัดวางขั้นสุดท้าย.

ในทำนองเดียวกัน สายนำที่มีความยาวสั้นมีความสำคัญเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสไฟกระชากจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นในตัวนำที่เชื่อมต่อ แรงดันไฟฟ้าป้องกันที่ติดตั้งจริงไม่ได้มีค่าเท่ากับ Up ที่ระบุไว้เพียงอย่างเดียว ความยาวและการเดินสายตัวนำจะเพิ่มค่าที่อุปกรณ์ต้องเผชิญ หลีกเลี่ยงการทำลูปขนาดใหญ่และการติดตั้งในตำแหน่งที่ห่างไกล แต่ให้ใช้ขนาดและการเดินสายตัวนำตามคำแนะนำในการติดตั้งโดยเฉพาะ.

ขั้นตอนที่ 5: อ่านค่าพิกัดต่างๆ เป็นชุด

การทำเครื่องหมายหรือพารามิเตอร์	คำถามสำหรับการเลือกอุปกรณ์	ข้อผิดพลาดทั่วไป
ยูซีพีวี	อุปกรณ์นี้เหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสตริงในสภาพอากาศหนาวเย็นและสถาปัตยกรรมระบบ PV หรือไม่	การเลือกจากแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ที่กำหนด
ขึ้น	ระดับการป้องกันสอดคล้องกับความทนทานของอุปกรณ์หลังจากผลกระทบจากการเชื่อมต่อหรือไม่?	การสมมติว่าค่า Up ที่ต่ำที่สุดในแคตตาล็อกคือค่าที่ดีที่สุดในทุกระบบ
ใน	ความสามารถในการคายประจุตามค่าที่กำหนดซ้ำๆ เหมาะสมกับหน้าที่ของ Type 2 หรือไม่?	การเรียก In ว่าเป็นกระแสฟ้าผ่าสูงสุดที่เป็นไปได้
ไอแมกซ์	ค่าทดสอบกระแสคายประจุสูงสุดของ Type 2 ที่ประกาศไว้คือเท่าใด?	การเปรียบเทียบโดยตรงกับ Iimp
ไออิมป์	ความสามารถในการรองรับกระแสฟ้าผ่าของ Type 1 ที่ประกาศไว้ต่อขั้วหรือต่อโหมดการป้องกันคือเท่าใด?	การนำค่าที่ไม่เหมือนกันมาบวกกันหรือการละเลยรูปคลื่น
ทิศทางของ Iscpv/SCCR	SPD และการจัดวางอุปกรณ์ป้องกันสามารถทนต่อสภาวะการลัดวงจรที่มีอยู่ได้หรือไม่?	การเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์สำรองตามความเคยชิน
Uoc หรือขีดจำกัดของการกำหนดค่าระบบ	สถาปัตยกรรม PV และความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้าแบบใดที่ได้รับอนุญาต?	การอนุมานว่าผลิตภัณฑ์ที่ดูเหมือนมีสองขั้วทุกชนิดจะสามารถใช้กับระบบไฟฟ้าแบบลอยตัว (floating array) ได้ทุกประเภท
สถานะและหน้าสัมผัสระยะไกล	การสูญเสียการป้องกันจะถูกตรวจพบได้อย่างไร?	การปฏิบัติต่อตัวบ่งชี้ของ SCB ที่ปิดอยู่เสมือนเป็นโปรแกรมการบำรุงรักษา

ใช้ คู่มือเอกสารข้อมูล SPD เมื่อเปรียบเทียบการประกาศค่า อย่าจัดลำดับอุปกรณ์โดยพิจารณาจาก Imax เพียงอย่างเดียว ความเหมาะสมของแรงดันไฟฟ้า ระดับการป้องกัน ประเภท (Type) ความปลอดภัยจากการลัดวงจร และรูปแบบการติดตั้งล้วนส่งผลต่อผลลัพธ์.

ขั้นตอนที่ 6: ตรวจสอบการป้องกันการลัดวงจรและการป้องกันสำรอง

SPD จะถูกเชื่อมต่อแบบขนานกับวงจรที่ทำหน้าที่ป้องกัน โดยปกติจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพียงเล็กน้อยในสภาวะปกติที่เสถียร แต่อุปกรณ์ป้องกันที่ชำรุดหรือเสื่อมสภาพอาจทำให้เกิดสภาวะความผิดพร่องได้ ดังนั้น ฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ภายนอก การป้องกันภายใน และพิกัดการลัดวงจรที่ระบุไว้ จะต้องมีความสอดคล้องกับกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงและคำแนะนำในการติดตั้ง.

ก่อนการอนุมัติ ให้บันทึกข้อมูลดังนี้:

• กระแสลัดวงจรที่จุดติดตั้ง;
• การประกาศค่าการลัดวงจรหรือกระแสลัดวงจรของระบบ PV ที่เกี่ยวข้องของ SPD;
• ว่าจำเป็นต้องมีการป้องกันสำรองจากภายนอกหรือไม่;
• ประเภทของอุปกรณ์ที่อนุญาตและพิกัดสูงสุด/ต่ำสุด ในกรณีที่ผู้ผลิตได้ระบุไว้;
• พื้นที่หน้าตัดของตัวนำและแรงบิดของขั้วต่อ;
• วิธีการแยกส่วนเพื่อการบำรุงรักษาอย่างปลอดภัย; และ
• การเปลี่ยนตลับอุปกรณ์เพียงหนึ่งตลับจะช่วยฟื้นฟูโหมดการป้องกันทั้งหมดได้หรือไม่.

ห้ามเปลี่ยนไปใช้ฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเพียงเพราะอุปกรณ์ตัวเดิมทำงานหรือสงสัยว่ามีการทำงานที่ผิดพลาด โดย คู่มือการเชื่อมต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีอยู่เดิม จะอธิบายถึงหลักฐานที่จำเป็นก่อนที่จะทำการแชร์หรือเลือกใช้อุปกรณ์ต้นทาง.

การเลือก DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ตามประเภทโครงการ

โครงการ	รายการคัดเลือกเชิงปฏิบัติ	คำถามเพิ่มเติม
หลังคาที่พักอาศัยขนาดเล็ก	PV Type 2 ใกล้กับอินเวอร์เตอร์หรือจุดเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ที่ได้รับอนุมัติ	มีการติดตั้ง SPD มาในตัวแล้วหรือไม่? มีการป้องกันด้าน AC อย่างไรบ้าง? มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS) หรือไม่?
หลังคาอาคารพาณิชย์ที่มีกล่องรวมสาย (combiners)	Type 2 ที่จุดเชื่อมต่อ DC ตามที่ระบุไว้; Type 1+2 ในกรณีที่ระบบป้องกันฟ้าผ่า (LPS) หรือความเสี่ยงกำหนดให้ต้องมี	ระยะทางของสายเคเบิล, โซนบนหลังคา, การแจ้งเตือนระยะไกล, อุณหภูมิของตู้ควบคุม และตลับสำรอง
โรงไฟฟ้าแบบติดตั้งบนพื้นดิน	การประสานงานหลายตำแหน่งที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม	เครือข่ายสายดินแบบตาข่าย, การเดินสายระยะไกล, สถานีอินเวอร์เตอร์หลายแห่ง, ความหนาแน่นของฟ้าผ่า และการตรวจสอบเพื่อการบำรุงรักษา
อาร์เรย์สาธารณูปโภคขนาด 1,500 V	SPD สำหรับระบบ PV DC ที่มีเอกสารระบุเฉพาะสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้านี้	ค่า Voc สูงสุดของสตริง, การลดพิกัดตามระดับความสูง/อุณหภูมิ, ขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์ และหลักฐานการทดสอบที่ชัดเจน
ระบบ PV ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่	การทบทวนแยกส่วนสำหรับ PV, แบตเตอรี่, คอนเวอร์เตอร์, AC และสัญญาณ	ขอบเขตของมาตรฐาน IEC 61643-31 สำหรับ PV ไม่ครอบคลุมถึงการใช้งานในส่วนของแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ

เอกสารที่ต้องขอรับก่อนการสั่งซื้อ

ใบเสนอราคา (RFQ) ที่มีประโยชน์จะระบุรายละเอียดของระบบก่อนที่จะสอบถามหมายเลขชิ้นส่วน.

หัวข้อใน RFQ	ข้อมูลนำเข้าของโครงการ
โปรแกรม	ติดตั้งบนหลังคา, ติดตั้งบนพื้นดิน, กล่องรวมสาย (combiner), อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ หรือการเปลี่ยนทดแทน
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของสตริง (Maximum string Voc)	ค่าที่แก้ไขแล้วและวิธีการคำนวณ
แรงดันไฟฟ้าปกติและแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ	รวมถึงขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์และแผงโซลาร์เซลล์
ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (External LPS)	สถานะการมีอยู่/ไม่มีอยู่, คลาส และระยะห่าง
ประเภท SPD	Type 2 หรือ Type 1+2 ตามการออกแบบ
โหมดการป้องกันที่จำเป็น	จากโทโพโลยีของระบบ PV และแผนภาพของผู้ผลิต
Up, In, Imax, Iimp	ค่าที่จำเป็นในบริบทการทดสอบที่ถูกต้อง
กระแสไฟฟ้าขัดข้องที่มีอยู่	ที่จุดติดตั้งที่กำหนดไว้
การป้องกันการสำรองข้อมูล	ประเภท/พิกัดที่จำเป็น หรือหลักฐานที่แสดงว่าไม่จำเป็นต้องมี
สภาพแวดล้อม	ตู้ควบคุม อุณหภูมิ ระดับความสูง ความชื้น การควบแน่น และสภาวะมลพิษ
การติดตาม	สถานะการมองเห็น หน้าสัมผัสระยะไกล และการตอบสนองต่อการบำรุงรักษา
หลักฐาน	เอกสารข้อมูล, การประกาศ/ใบรับรอง, ความพร้อมของรายงานการทดสอบ, คู่มือการติดตั้ง และความเข้ากันได้ในการเปลี่ยนทดแทน

สำหรับรายการวัสดุของกล่องรวมสัญญาณ (combiner-box) และขอบเขตการทำงานของระบบป้องกัน ให้ใช้ คู่มือการออกแบบระบบป้องกันสำหรับกล่องรวมสัญญาณโซลาร์เซลล์. ในการตรวจสอบ DC SPD ที่ได้รับก่อนการติดตั้ง ให้ใช้ คู่มือการตรวจสอบและทดสอบ DC SPD ก่อนการติดตั้ง.

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกใช้งาน

1. การใช้ AC SPD ในฝั่ง PV DC. รูปร่างของตู้ที่คล้ายกันไม่ได้เป็นการยืนยันถึงความเหมาะสมในการใช้งานกับ PV DC.
2. การใช้แรงดันไฟฟ้าปกติ (nominal voltage) แทนค่า Voc ในสภาพอากาศเย็น. สิ่งนี้อาจทำให้การทำงานปกติอยู่ใกล้กับหรือสูงกว่า Ucpv มากเกินไป.
3. การเลือกโดยพิจารณาจากค่า kA เพียงอย่างเดียว. รูปคลื่น, ประเภท (Type), โหมดการป้องกัน และระดับแรงดันไฟฟ้าล้วนมีความสำคัญ.
4. การอนุมานว่า Type 1+2 ดีกว่าเสมอ. ยังคงต้องประสานการทำงานให้สอดคล้องกับอุปกรณ์และการติดตั้ง.
5. การป้องกันเพียงอินเทอร์เฟซเดียว. เส้นทาง DC, AC และการสื่อสารจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบแยกกัน.
6. การคัดลอกแผนภาพการเชื่อมต่อทั่วไปมาใช้. การจัดวางขั้วและโหมดการป้องกันจะขึ้นอยู่กับระบบและรุ่นของอุปกรณ์.
7. การละเลยความปลอดภัยจากการลัดวงจร. การป้องกันสำรองและกระแสลัดวงจรที่มีอยู่ไม่ใช่ช่องข้อมูลทางเอกสารที่เลือกใส่หรือไม่ใส่ก็ได้.
8. การปล่อยให้สถานะไม่ถูกตรวจสอบ. ตลับอุปกรณ์ที่ชำรุดภายในกล่องภายนอกอาคารที่ปิดมิดชิดอาจไม่ถูกสังเกตเห็นหากไม่มีการตรวจสอบหรือการส่งสัญญาณระยะไกล.

คำถามที่ถูกถามบ่อย

ฉันต้องใช้ SPD ขนาดเท่าใดสำหรับระบบโซลาร์เซลล์?

ไม่มี “ขนาด” kA เพียงค่าเดียว ให้คำนวณค่า Voc ของสตริงในสภาพอากาศเย็นจัดสูงสุด เลือก Ucpv และการกำหนดค่าระบบที่เหมาะสม เลือกประเภท SPD ตามระดับความเสี่ยง จากนั้นประสานค่า Up, พิกัดกระแสคายประจุ, ความปลอดภัยจากกระแสลัดวงจร และตำแหน่งการติดตั้ง.

SPD ขนาด 1,000 V DC เหมาะสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ 1,000 V ทุกระบบหรือไม่?

ไม่ “ระบบ 1,000 V” ไม่ใช่ผลลัพธ์จากการคำนวณ ค่า Voc ในสภาพอากาศเย็นของสตริงที่ยาวที่สุด กฎ Ucpv ของ SPD ขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์ โทโพโลยี และค่าเผื่อของโครงการ ทั้งหมดนี้จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ.

ฉันจำเป็นต้องติดตั้ง SPD ทั้งที่คอมไบเนอร์และอินเวอร์เตอร์หรือไม่?

อาจจำเป็น เส้นทางสายเคเบิลที่ยาวขึ้น โครงสร้างที่แยกจากกัน การสัมผัสที่จุดเข้าสายเคเบิล ความทนทานของอุปกรณ์ และการออกแบบตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง อาจเป็นเหตุผลที่สมควรให้มีการป้องกันที่จุดปลายทั้งสองด้าน อย่าเปลี่ยนกฎเกณฑ์เชิงประสบการณ์เรื่องระยะทางให้กลายเป็นข้อกำหนดที่ใช้ได้กับทุกกรณี.

SPD ตัวเดียวสามารถป้องกันทั้งฝั่ง DC และ AC ของโซลาร์อินเวอร์เตอร์ได้หรือไม่?

ไม่ได้ หากพิจารณาตามหลักการเลือกใช้งานทั่วไป วงจร PV DC และ AC มีพฤติกรรมทางแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ โหมดการป้องกัน และรูปแบบการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน ให้ประเมินแต่ละจุดเชื่อมต่อแยกจากกัน.

SPD สำหรับระบบโซลาร์สามารถป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงได้หรือไม่?

SPD เป็นส่วนหนึ่งของแนวคิดการป้องกันฟ้าผ่าและแรงดันเกินที่ประสานกัน การสัมผัสกับฟ้าผ่าโดยตรงอาจจำเป็นต้องมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (LPS) การต่อฝาก การแยกส่วน SPD ประเภท Type 1 ที่รองรับกระแสฟ้าผ่า และการออกแบบตามความเสี่ยง ไม่มี SPD ตัวใดตัวหนึ่งที่รับประกันการป้องกันจากทุกการฟาดหรือทุกระดับพลังงานได้.

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

• IEC 61643-31:2018 — ข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับ SPD สำหรับระบบ PV DC
• IEC 61643-32:2017 — หลักการคัดเลือกและการประยุกต์ใช้งานสำหรับ SPD ในระบบ PV
• แคตตาล็อกทางเทคนิค DEHN 2025 — คำศัพท์เกี่ยวกับ SPD และคำแนะนำสำหรับ Ucpv ในระบบ PV
• สถาบันป้องกันไฟกระชาก NEMA — หลักการทำงานของ SPD

หลังจากบันทึกข้อมูลนำเข้าของโครงการแล้ว ให้เปรียบเทียบ ตัวเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก VIOX กับแรงดันไฟฟ้า DC ของระบบ PV, ประเภท, โหมดการป้องกัน, ข้อกำหนดกระแสลัดวงจร, สภาพแวดล้อม และชุดเอกสารหลักฐานที่ถูกต้องแม่นยำ.

คู่มือนี้สนับสนุนการคัดเลือกและการตรวจสอบการจัดซื้อ ไม่ใช่คำแนะนำในการเดินสายไฟของโครงการ การออกแบบขั้นสุดท้าย การติดตั้ง การทดสอบ และการบำรุงรักษาจะต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง เอกสารของอินเวอร์เตอร์ คำแนะนำเฉพาะของ SPD และการตรวจสอบโดยช่างไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสม.