อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์: การเลือกใช้งาน แผนผังการเดินสาย และคู่มือการติดตั้ง

คำตอบแบบรวดเร็ว: วิธีการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์?

เลือก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ โดยตรวจสอบ 5 รายการก่อน ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของสตริงโซลาร์เซลล์, ความจำเป็นในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันประเภท Type 2 หรือ Type 1+2, ตำแหน่งที่จะติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก, ความยาวของสายเชื่อมต่อที่สั้นที่สุดที่สามารถทำได้ และมาตรฐานหรือข้อกำหนดของโครงการที่เกี่ยวข้อง.

สำหรับระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาและเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ แนวทางการเลือกจะเป็นดังนี้:

การตัดสินใจ	คำตอบเชิงปฏิบัติ
อุปกรณ์ใดที่จำเป็นต้องใช้ในฝั่ง PV?	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ที่ออกแบบมาสำหรับระบบ PV โดยเฉพาะ ไม่ใช่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก AC
พิกัดแรงดันไฟฟ้าใดมีความสำคัญที่สุด?	Ucpv ซึ่งเลือกให้สูงกว่าค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) สูงสุดของสตริงโซลาร์เซลล์ในสภาพอากาศหนาวเย็น
ควรเลือก Type 2 หรือ Type 1+2?	เลือก Type 2 สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันเกินจากการเหนี่ยวนำทั่วไป และเลือก Type 1+2 สำหรับจุดที่มีความเสี่ยงต่อการถูกฟ้าผ่าโดยตรงสูงกว่า
ติดตั้งที่ตำแหน่งใด?	ติดตั้งที่กล่องรวมสาย (Combiner box), อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ หรือทั้งสองปลายของเส้นทางสาย DC ที่มีความยาว
มาตรฐานใดที่เกี่ยวข้อง?	IEC 61643-31 และ IEC 61643-32 สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง DC ของระบบโซลาร์เซลล์ และ IEC 61643-11 สำหรับ SPD ฝั่ง AC
รายละเอียดการติดตั้งใดที่มักถูกมองข้าม?	สายนำของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ต้องสั้นและตรงเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นระหว่างเกิดไฟกระชาก

เป็ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ คืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ติดตั้งอยู่ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรงของระบบโซลาร์เซลล์ ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะที่เกิดจากไฟกระชากจากฟ้าผ่า การสับเปลี่ยนวงจร หรือการเดินสายไฟภายนอกอาคารระยะไกล ก่อนที่แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวจะเข้าถึงอินเวอร์เตอร์ กล่องรวมสาย อุปกรณ์ตรวจสอบ หรือส่วนประกอบอื่นๆ ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง.

ในระบบโซลาร์เซลล์ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไม่ใช่เพียงอุปกรณ์เสริมที่ตู้จ่ายไฟกระแสสลับเท่านั้น แผงโซลาร์เซลล์มักถูกติดตั้งบนหลังคา พื้นที่โล่ง โครงสร้างยกสูง หรือมีการเดินสายไฟระยะไกล ตัวนำไฟฟ้ากระแสตรงเหล่านั้นสามารถรับพลังงานไฟกระชากเหนี่ยวนำได้ในระหว่างที่มีฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะไม่ได้ถูกฟ้าผ่าโดยตรงก็ตาม นั่นคือเหตุผลที่การออกแบบระบบป้องกันสำหรับโซลาร์เซลล์ที่สมบูรณ์มักจะพิจารณาถึง การติดตั้ง SPD ด้านไฟฟ้ากระแสตรง, การติดตั้ง SPD ด้านไฟฟ้ากระแสสลับ, การเดินสายไฟ การเชื่อมต่อประสานศักย์ไฟฟ้า การต่อลงดิน และระดับความทนทานของอินเวอร์เตอร์.

สำหรับผู้ซื้อผลิตภัณฑ์ VIOX และผู้ประกอบตู้สวิตช์บอร์ด คำถามในทางปฏิบัติคือเรื่องง่ายๆ ว่า: อันไหน surge protective device (อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก) ควรเลือกใช้อุปกรณ์ใดสำหรับฝั่ง DC ของระบบโซลาร์เซลล์ และควรติดตั้งไว้ที่ตำแหน่งใด?

---

SPD ในระบบโซลาร์เซลล์คืออะไร?

SPD หมายถึง surge protective device (อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก). ในระบบโซลาร์เซลล์ SPD จะทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้ากระชากในช่วงเวลาสั้นๆ โดยการเบี่ยงเบนกระแสไฟกระชากลงสู่ระบบสายดินหรือระบบปรับศักย์ไฟฟ้าให้เท่ากัน อุปกรณ์นี้ไม่สามารถทดแทนฟิวส์ เซอร์กิตเบรกเกอร์ อุปกรณ์ตัดตอน หรือการต่อลงดินที่ถูกต้องได้ แต่จะทำงานร่วมกับอุปกรณ์เหล่านั้น.

ในระบบโซลาร์เซลล์ SPD มักจะถูกแบ่งตามตำแหน่งการติดตั้งดังนี้:

ตำแหน่งการติดตั้ง SPD	บทบาททั่วไป	ประเภทของอุปกรณ์ทั่วไป
แผงโซลาร์เซลล์หรือตู้รวมสาย (String Combiner Box)	จำกัดพลังงานจากแรงดันไฟฟ้ากระชากที่เกิดขึ้นในสาย DC ภายนอกอาคาร	DC SPD โดยปกติจะเป็น Type 2 หรือ Type 1+2 ขึ้นอยู่กับระดับความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า
อินพุตไฟฟ้ากระแสตรงของอินเวอร์เตอร์	ป้องกันอินเวอร์เตอร์จากแรงดันเกินฝั่ง DC ที่เข้ามาจากแผงโซลาร์เซลล์	กระแสตรง SPD
ฝั่ง AC ขาออกของอินเวอร์เตอร์ หรือตู้จ่ายไฟ AC	จำกัดแรงดันเกินฝั่ง AC ที่เข้ามาจากระบบโครงข่ายไฟฟ้าหรือสายเมนจ่ายไฟ	สปีด AC
สายสัญญาณตรวจสอบและสายสื่อสาร	ป้องกันสายข้อมูล, RS485, Ethernet, เซนเซอร์ หรืออินเทอร์เฟซการตรวจสอบ	SPD สำหรับสัญญาณ/ข้อมูลที่เหมาะสมกับประเภทของสัญญาณนั้นๆ

กฎที่สำคัญที่สุดคือ SPD ต้องเหมาะสมกับวงจรที่ป้องกัน โดยอินพุต DC PV ต้องใช้ SPD ที่รองรับ DC PV และตู้จ่ายไฟ AC ต้องใช้ SPD สำหรับ AC เท่านั้น.

---

DC SPD กับ AC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์: มีความแตกต่างกันอย่างไร?

การติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์อาจจำเป็นต้องใช้ทั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากฝั่ง DC และ AC แต่อุปกรณ์ทั้งสองประเภทไม่สามารถใช้ทดแทนกันได้.

จุดเปรียบเทียบ	DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ PV	AC SPD สำหรับฝั่งขาออกของระบบโซลาร์เซลล์/ฝั่งโครงข่ายไฟฟ้า
ติดตั้งบน	สตริงโซลาร์เซลล์, ตู้รวมสาย (Combiner Box), อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์	เอาต์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์, ตู้จ่ายไฟ AC, ตู้เมนไฟฟ้า
พารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าหลัก	Ucpv หรือแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุดของระบบไฟฟ้ากระแสตรงโซลาร์เซลล์ (PV DC)	Uc หรือ MCOV สำหรับแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้ากระแสสลับ
ทิศทางมาตรฐานทั่วไป	IEC 61643-31 สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่เชื่อมต่อกับฝั่งไฟฟ้ากระแสตรงของระบบโซลาร์เซลล์; IEC 61643-32 สำหรับคำแนะนำในการเลือกใช้งาน/การประยุกต์ใช้	IEC 61643-11 สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำ
ปัญหาการเกิดอาร์กและการตัดวงจร	พฤติกรรมการเกิดอาร์กในระบบไฟฟ้ากระแสตรงมีความรุนแรงกว่า เนื่องจากไฟฟ้ากระแสตรงไม่มีจุดตัดศูนย์ตามธรรมชาติ	กระแสไฟฟ้าสลับจะตัดผ่านจุดศูนย์ในทุกรอบคลื่น ซึ่งส่งผลต่อพฤติกรรมการตัดวงจรที่แตกต่างออกไป
ข้อผิดพลาดทั่วไป	การใช้ AC SPD ในฝั่ง PV DC	การสมมติว่า AC-side SPD เพียงอย่างเดียวสามารถป้องกันแผงโซลาร์เซลล์และอินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ได้

หากระบบมีสตริง PV ที่จ่ายไฟให้กับอินเวอร์เตอร์ AC-side SPD ที่ตู้จ่ายไฟจะไม่สามารถป้องกันอินเวอร์เตอร์จากแรงดันไฟกระชากที่เข้ามาทางอินพุต DC ได้อย่างสมบูรณ์ ควรประเมินการป้องกันฝั่ง DC แยกต่างหาก.

---

DC SPD ประเภท Type 2 กับ Type 1+2: คุณต้องการแบบไหน?

ผู้ซื้อระบบโซลาร์ส่วนใหญ่มักถามก่อนว่าจำเป็นต้องใช้ DC SPD ประเภท Type 2 หรือ Type 1+2 คำตอบขึ้นอยู่กับความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า, การจัดวางระบบ, การมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก, การเดินสายเคเบิล และข้อกำหนดของโครงการ.

สภาพของระบบโซลาร์เซลล์	จุดเริ่มต้นที่แนะนำ	ทำไมถึงสำคัญ
ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาที่พักอาศัยที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและมีความเสี่ยงระดับปานกลาง	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) DC ประเภท 2	ป้องกันแรงดันเกินที่เหนี่ยวนำและแรงดันเกินชั่วขณะจากการสับสวิตช์
ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาเชิงพาณิชย์ที่มีการเดินสาย DC ระยะไกล	ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) DC ประเภทที่ 2 ณ จุดเชื่อมต่อ DC ที่สำคัญ และควรพิจารณาติดตั้งในหลายตำแหน่ง	ความยาวของสายเคเบิลที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความเสี่ยงต่อแรงดันเกินที่เหนี่ยวนำและพื้นที่ลูป
แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนพื้นในพื้นที่โล่ง บนยอดเขา ทุ่งกว้าง หรือพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อฟ้าผ่าสูง	อาจจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) DC ประเภท 1+2 ตามการประเมินความเสี่ยงในการออกแบบ	มีโอกาสสูงที่กระแสฟ้าผ่าบางส่วนจะเข้าสู่ระบบ
อาคารมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและไม่สามารถรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยได้	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) DC ชนิด Type 1+2 เป็นที่นิยมเลือกใช้	ระบบโซลาร์เซลล์ (PV) อาจได้รับผลกระทบจากกระแสฟ้าผ่าโดยตรง
สถานีอินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่ระดับสาธารณูปโภคหรือที่มีมูลค่าสูง	กลยุทธ์การป้องกันแบบประสานงานระหว่าง Type 1+2 และ Type 2	ระยะเวลาที่ระบบหยุดทำงานและค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์มีความคุ้มค่าที่จะติดตั้งระบบป้องกันแบบหลายชั้น

สำหรับคำอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทบาทของอุปกรณ์ Type 1, Type 2 และ Type 3 โปรดดูคู่มือของ VIOX อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ประเภทที่ 1 เทียบกับ ประเภทที่ 2 เทียบกับ ประเภทที่ 3.

หมายเหตุทางวิศวกรรม: ประเภท (Type) ไม่เหมือนกับพิกัดแรงดันไฟฟ้า (Voltage Rating)

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ชนิด Type 2 DC ไม่ได้เหมาะสมกับระบบโซลาร์เซลล์ทุกประเภทโดยอัตโนมัติ แต่ยังคงต้องพิจารณาค่า Ucpv, การกำหนดค่าขั้ว (pole configuration), พฤติกรรมการลัดวงจร และวิธีการติดตั้งที่ถูกต้อง ระบบโซลาร์เซลล์ขนาด 600V, 1000V และ 1500V จำเป็นต้องมีการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน แม้ว่าทั้งสามโครงการจะใช้อุปกรณ์ป้องกันชนิด Type 2 เหมือนกันก็ตาม.

---

วิธีการเลือกค่า Ucpv สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ในระบบโซลาร์เซลล์

พารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่สำคัญที่สุดสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ในระบบโซลาร์เซลล์คือ ยูซีพีวี, ซึ่งมักถูกอธิบายว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุดสำหรับการใช้งานไฟฟ้ากระแสตรงในระบบโซลาร์เซลล์ โดยอุปกรณ์ SPD จะต้องมีความเสถียรในระหว่างที่เกิดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดปกติสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าในสภาพอากาศหนาวเย็น.

อย่าเลือกอุปกรณ์ SPD สำหรับระบบ DC โดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ระบุของอินเวอร์เตอร์เพียงอย่างเดียว แต่ให้เริ่มพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของสตริงแผงโซลาร์เซลล์.

ใช้แนวคิดนี้:

Voc_max = Nseries x Voc_module_STC x [1 + |betaVoc| x (25 - Tmin)]

ที่ไหน:

• Nseries = จำนวนโมดูลที่ต่ออนุกรมกันต่อหนึ่งสตริง
• Voc_module_STC = แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของโมดูลภายใต้สภาวะทดสอบมาตรฐาน (STC)
• betaVoc = สัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของโมดูลต่อองศาเซลเซียส โดยแปลงเป็นรูปแบบทศนิยม
• Tmin = อุณหภูมิเซลล์หรืออุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้ในการออกแบบ ขึ้นอยู่กับวิธีการคำนวณของโครงการ

จากนั้นเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (DC SPD) ที่มีค่าพิกัด Ucpv สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสตริงโซลาร์เซลล์ที่คำนวณได้ โดยให้เป็นไปตามเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ SPD และมาตรฐานของโครงการ.

ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ (PV system)	รายการแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (DC SPD) ที่นิยมใช้	ข้อควรระวังในการเลือกใช้งาน
ระบบโซลาร์เซลล์ 600V	ระดับแรงดัน Ucpv ที่ 600V หรือสูงกว่าที่เหมาะสม	ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ในสภาพอากาศเย็นไม่เกินพิกัดของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
ระบบโซลาร์เซลล์ 1000V	ระดับแรงดัน Ucpv ที่ 1000V หรือสูงกว่าที่เหมาะสม	ตรวจสอบจำนวนแผงต่อสตริงและสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของโมดูล
ระบบโซลาร์เซลล์ 1500V	ระดับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ DC 1500V	ยืนยันว่าอุปกรณ์ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานกับระบบโซลาร์เซลล์ DC 1500V โดยเฉพาะ

กลุ่มผลิตภัณฑ์ SPD ของ VIOX ครอบคลุมถึงตระกูล DC SPD สำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วไป ซึ่งรวมถึงตัวเลือก 500V, 600V, 800V, 1000V, 1200V และ 1500V หน้าผลิตภัณฑ์ VIOX SPD. รุ่นสุดท้ายที่เลือกใช้ควรได้รับการตรวจสอบให้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าจริงของสตริงโซลาร์เซลล์ มาตรฐานโครงการ และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง.

ตัวอย่างการคำนวณ: การเลือกค่า Ucpv สำหรับสตริงโซลาร์เซลล์ในสภาพอากาศหนาวเย็น

สมมติว่าสตริงโซลาร์เซลล์มีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดรวม 900V ที่สภาวะทดสอบมาตรฐาน สัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของโมดูลคือ -0.31% ต่อองศาเซลเซียส และอุณหภูมิออกแบบต่ำสุดคือ -10°C.

ส่วนต่างของอุณหภูมิจาก 25°C คือ:

25 - (-10) = 35°C

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากสภาพอากาศหนาวเย็นคือ:

900V x 0.003 x 35 = 94.5V

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของสตริงที่ประเมินไว้คือ:

900V + 94.5V = 994.5V

ในกรณีนี้ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ขนาด 1000V Ucpv อาจมีค่าใกล้เคียงกับค่าสูงสุดที่คำนวณได้มากเกินไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับค่าความคลาดเคลื่อนในเอกสารข้อมูล (Datasheet) ระยะเผื่อของโครงการ และกฎการออกแบบในพื้นที่ การเลือกใช้ PV DC SPD ขนาด 1200V มักจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่าในทางปฏิบัติ โดยต้องผ่านการตรวจสอบข้อกำหนดของอินเวอร์เตอร์และโครงการก่อน.

ตัวอย่างนี้เป็นเพียงการทำให้เข้าใจง่ายขึ้นเท่านั้น ในโครงการจริงควรใช้ข้อมูลจากเอกสารข้อมูลของโมดูล ขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์ ข้อมูลอุณหภูมิในพื้นที่ และมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง.

---

การเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์กระแสตรงตามประเภทของระบบ

โครงการโซลาร์เซลล์แต่ละแห่งไม่จำเป็นต้องใช้รูปแบบการป้องกันไฟกระชากแบบเดียวกัน ระบบหลังคาที่อยู่อาศัยขนาดเล็ก ระบบหลังคาเชิงพาณิชย์ที่มีรางเดินสายไฟ DC ระยะไกล และสถานีอินเวอร์เตอร์ระดับสาธารณูปโภค มีระดับความเสี่ยงและการคาดหวังในการบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน.

ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์	แนวทางการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง DC ทั่วไป	สิ่งที่ต้องตรวจสอบ
ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาที่อยู่อาศัย	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ประเภท 2 ติดตั้งใกล้จุดรับไฟเข้า DC ของอินเวอร์เตอร์ หรือในตู้รวมสายขนาดเล็กที่อยู่ใกล้เคียง	แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุด (Ucpv), คู่มืออินเวอร์เตอร์, มาตรฐานท้องถิ่น, ข้อกำหนดอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากฝั่ง AC
ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาเชิงพาณิชย์	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ประเภท 2 ในตู้รวมสายและ/หรือใกล้จุดรับไฟเข้าอินเวอร์เตอร์	ความยาวของเส้นทางสายเคเบิล, การเชื่อมต่อประสานศักย์ (Bonding), การสัมผัสกับฟ้าผ่าบนหลังคา, สภาพของตู้ควบคุม
แผงโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดิน	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 หรือประเภท 1+2 ขึ้นอยู่กับการสัมผัสและความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า	ระยะห่างถึงอินเวอร์เตอร์, ความหนาแน่นของฟ้าผ่าในพื้นที่, โครงข่ายสายดิน, สายเคเบิลภายนอกอาคารที่มีความยาว
ระบบโซลาร์เซลล์ที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ไฟตรงประเภท 1+2 มักถูกประเมินที่จุดรับไฟตรง	ระยะห่างเพื่อความปลอดภัย (Separation distance), การเชื่อมต่อประสานศักย์, แนวคิดการป้องกันฟ้าผ่าตามมาตรฐาน IEC 62305, ข้อกำหนดของโครงการ
สถานีอินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่ระดับสาธารณูปโภค	การป้องกันแบบแบ่งชั้นครอบคลุมตั้งแต่อาร์เรย์/คอมไบเนอร์ อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ และเอาต์พุต AC	การประสานงาน การตรวจสอบ การแจ้งเตือนระยะไกล ตลับสำรอง และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
ระบบกักเก็บพลังงานจากโซลาร์เซลล์ร่วมกับแบตเตอรี่	กลยุทธ์การเลือกใช้ DC SPD ควรได้รับการพิจารณาแยกกันสำหรับฝั่งโซลาร์เซลล์ ฝั่งแบตเตอรี่ และฝั่งอินเวอร์เตอร์/คอนเวอร์เตอร์	ระดับแรงดันไฟฟ้า DC กระแสลัดวงจร ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ และข้อกำหนดของผู้จัดจำหน่ายระบบ BESS

วัตถุประสงค์ของตารางนี้ไม่ใช่เพื่อทดแทนการออกแบบทางวิศวกรรม แต่เพื่อช่วยให้ผู้ซื้อสามารถตั้งคำถามใน RFQ ได้ดียิ่งขึ้นก่อนที่จะเลือกรุ่นของ DC SPD.

---

แผนผังการเชื่อมต่อ DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์

แผนภาพการเชื่อมต่ออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์กระแสตรงที่ถูกต้อง ควรแสดงแนวคิดหลักประการหนึ่งให้ชัดเจนดังนี้: SPD จะต้องเชื่อมต่อแบบขนานกับวงจรไฟฟ้ากระแสตรงของระบบโซลาร์เซลล์ ไม่ใช่การเชื่อมต่อแบบอนุกรมในเส้นทางกระแสโหลด.

กระแสไฟฟ้าจากสตริงโซลาร์เซลล์จะไหลผ่านวงจรไฟฟ้ากระแสตรงปกติไปยังอินเวอร์เตอร์ โดย SPD จะทำหน้าที่เป็นเส้นทางเบี่ยงกระแสไฟกระชากจากตัวนำไฟฟ้ากระแสตรงลงสู่สายดินหรือระบบปรับศักย์ไฟฟ้าเมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ.

องค์ประกอบของแผนภาพ	การแสดงผลที่ถูกต้อง	ข้อผิดพลาดทั่วไป
ตัวนำไฟฟ้า PV+ และ PV-	เชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรงไปยังอินพุตของอินเวอร์เตอร์	การวาดแผนภาพ SPD ในลักษณะที่เสมือนว่ากระแสไฟฟ้าจากสตริงไหลผ่านตัวมันแบบอนุกรม
กระแสตรง SPD	เชื่อมต่อระหว่างตัวนำไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กับสายดิน (PE) หรือบัสบาร์เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าตามการกำหนดค่าของระบบ	การเชื่อมต่อเพียงขั้วเดียวในกรณีที่ระบบต้องการการป้องกันแบบหลายขั้ว
สายดินป้องกันหรือบัสบาร์เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า	แสดงเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำและสั้นใกล้กับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)	สายไฟสีเขียว/เหลืองที่มีความยาวและถูกเดินอ้อมตู้เพื่อความเป็นระเบียบเรียบร้อย
ตู้รวมสาย (Combiner box) หรือจุดรับไฟฟ้ากระแสตรงของอินเวอร์เตอร์	แสดงเป็นจุดติดตั้งทางกายภาพ	การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ไว้ห่างจากอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน
สปีด AC	แสดงแยกต่างหากที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์หรือตู้ไฟ AC	สมมติว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง AC หนึ่งชุดสามารถป้องกันฝั่ง DC ของระบบโซลาร์เซลล์ได้ทั้งหมด

สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ทั่วไป แผนภาพควรแสดงชั้นการป้องกันเหล่านี้:

• สตริงของโซลาร์เซลล์จะเข้าสู่ กล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์.
• กล่องรวมสาย (Combiner box) ประกอบด้วยฟิวส์ DC หรือเบรกเกอร์ DC ตามความจำเป็น รวมถึงอุปกรณ์ตัดตอน DC (DC isolator) หรือสวิตช์ตัดตอน และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง DC.
• เอาต์พุต DC ที่รวมแล้วจะถูกส่งไปยังอินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์.
• หากระยะทางของสาย DC ยาว ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง DC เพิ่มเติมใกล้กับอินพุตของอินเวอร์เตอร์.
• เอาต์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์จะได้รับการป้องกันแยกต่างหากด้วยอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง AC ที่เหมาะสมที่ตู้จ่ายไฟ AC หรือแผงเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์.

---

ตำแหน่งการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (DC SPD) ในระบบโซลาร์เซลล์

การวางตำแหน่ง SPD มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าการเลือกขนาด SPD แม้จะเลือกขนาด SPD ได้ถูกต้อง แต่หากติดตั้งในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสมหรือใช้สายนำสัญญาณที่ยาวเกินไป อาจทำให้แรงดันตกค้างสูงส่งผลกระทบต่ออินเวอร์เตอร์ได้.

จุดติดตั้ง	ช่วงเวลาที่ควรใช้งาน	ข้อแนะนำเชิงปฏิบัติในการเลือกใช้งาน
ภายในตู้รวมสายไฟโซลาร์เซลล์ (PV Combiner Box)	ระบบที่มีหลายสตริง, จุดเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ภายนอกอาคาร, และกรณีที่มีการเดินสายระยะไกล	มักเป็นตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ฝั่งแผงโซลาร์เซลล์
ใกล้กับจุดรับไฟเข้า DC ของอินเวอร์เตอร์	การป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของอินเวอร์เตอร์จากแรงดันไฟกระชากฝั่ง DC ที่มาจากแผงโซลาร์เซลล์	มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่ออินเวอร์เตอร์ติดตั้งอยู่ห่างจากแผงโซลาร์เซลล์
ติดตั้งทั้งที่ฝั่งแผงโซลาร์เซลล์/กล่องรวมสาย (Combiner Box) และฝั่งอินเวอร์เตอร์	ระยะทางของสาย DC ที่ยาวระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์	ช่วยจำกัดแรงดันไฟกระชากที่ปลายทั้งสองด้านของสายเคเบิล
ตู้จ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Distribution Board)	การป้องกันไฟกระชากฝั่งโครงข่ายไฟฟ้าหรือฝั่งขาออกของอินเวอร์เตอร์	ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ฝั่ง AC ไม่ใช่ฝั่ง DC
ตู้ควบคุมระบบสื่อสารหรืออินเทอร์เฟซสำหรับการตรวจสอบสถานะระบบ	สายข้อมูล, การตรวจสอบระยะไกล, RS485, อีเทอร์เน็ต, เซนเซอร์	จำเป็นต้องใช้ SPD สำหรับสัญญาณที่ตรงกับประเภทของสายข้อมูล

รูปแบบการป้องกันระบบโซลาร์เซลล์ (PV) ที่มีอยู่เดิมอาจรวมถึง DC MCB และเป็น สวิตช์ตัวแยก DC. อุปกรณ์เหล่านี้ทำหน้าที่แตกต่างจาก SPD โดย DC MCB จะทำหน้าที่ป้องกันกระแสเกินในบริบทการใช้งานที่เหมาะสม ส่วนอุปกรณ์ตัดตอน (Isolator) ทำหน้าที่สับเปลี่ยน/ตัดวงจร และ SPD ทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ.

---

กฎ 10 เมตร: เมื่อ DC SPD เพียงตัวเดียวไม่เพียงพอ

ในการออกแบบระบบโซลาร์เซลล์หลายแห่ง ระยะห่างระหว่างแผงโซลาร์เซลล์กับอินเวอร์เตอร์จะเป็นตัวกำหนดว่าการติดตั้ง DC SPD เพียงจุดเดียวเพียงพอหรือไม่ กฎการออกแบบทั่วไปคือ:

• หากระยะห่างของสาย DC ระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์สั้น การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (DC SPD) เพียงตัวเดียวใกล้กับอินเวอร์เตอร์หรือในตู้รวมสาย (Combiner Box) ที่อยู่ใกล้เคียงอาจเพียงพอ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการจัดวางของระบบ.
• หากระยะทางของสาย DC ยาวเกินกว่า 10 เมตร ควรพิจารณาติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันที่ปลายทั้งสองด้าน ได้แก่ SPD ตัวหนึ่งใกล้กับแผง PV หรือตู้รวมสาย และอีกตัวหนึ่งใกล้กับจุดรับไฟ DC ของอินเวอร์เตอร์.

เหตุผลไม่ได้ขึ้นอยู่กับระยะทางเพียงอย่างเดียว สายไฟที่เดินภายนอกอาคารเป็นระยะทางไกลสามารถเหนี่ยวนำแรงดันไฟกระชากได้ และไฟกระชากที่เข้ามาจากปลายด้านหนึ่งอาจยังคงสร้างแรงดันที่เป็นอันตรายที่ปลายอีกด้านหนึ่งได้ หากจุดติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันอยู่ห่างเกินไป.

สำหรับงาน EPC และงานประกอบตู้ควบคุม ให้ถือว่ากฎระยะ 10 เมตรเป็นเพียงจุดตรวจสอบในการออกแบบ ไม่ใช่สิ่งที่ใช้ทดแทนมาตรฐานโครงการ การประเมินความเสี่ยงจากฟ้าผ่า หรือข้อกำหนดของผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์.

---

รักษาความยาวของสายนำสัญญาณ DC SPD ให้สั้นที่สุด

การเดินสาย SPD เป็นเส้นทางสำหรับไฟกระชากความถี่สูง ในระหว่างที่เกิดไฟกระชากอย่างรวดเร็ว สายตัวนำที่ยาวเกินมาทุกเซนติเมตรจะเพิ่มแรงดันตกคร่อมจากค่าความเหนี่ยวนำ โดยมีหลักการทางฟิสิกส์พื้นฐานคือ:

V = L x di/dt

ที่ไหน:

• วี คือแรงดันที่เพิ่มขึ้นจากค่าความเหนี่ยวนำของสายนำสัญญาณ
• ล คือค่าความเหนี่ยวนำของการเดินสาย
• di/dt คืออัตราการเพิ่มขึ้นของกระแสกระชาก

นี่คือเหตุผลว่าทำไมสาย SPD ที่เดินไว้อย่างสวยงามอาจทำงานได้ไม่ดีหากมีการวนเป็นลูปยาวรอบตู้ควบคุม ในทางปฏิบัติสำหรับการติดตั้งตามมาตรฐาน IEC ความยาวรวมของการเชื่อมต่อตลอดเส้นทางป้องกันของ SPD มักจะถูกรักษาให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมักใช้ระยะ 0.5 เมตรเป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการเชื่อมต่อ SPD ที่มีประสิทธิภาพ.

คำแนะนำในการติดตั้งเชิงปฏิบัติ:

• ติดตั้ง SPD ไว้ใกล้กับตัวนำและบาร์กราวด์ (bonding bar) ที่ต้องการป้องกัน.
• หลีกเลี่ยงการเดินสายเป็นลูปยาวระหว่าง SPD กับตัวนำ PE หรือตัวนำต่อฝาก (bonding conductor).
• หลีกเลี่ยงการหักงอสายไฟในมุมแหลมหากเป็นไปได้.
• รักษาเส้นทางของสายบวก สายลบ และสายต่อฝากให้กะทัดรัดและเป็นเส้นตรง.
• ใช้ขนาดตัวนำและการป้องกันสำรองตามที่ผู้ผลิต SPD และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกำหนด.

---

วิธีการเลือกพิกัด DC SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์

เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลทางเทคนิคของ DC SPD อย่าพิจารณาเพียงตัวเลขเดียว การเลือกควรคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า ความสามารถในการรองรับกระแสกระชาก ระดับการป้องกัน พฤติกรรมเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร และความสามารถในการตรวจสอบสถานะการบำรุงรักษา.

พารามิเตอร์	ความหมาย	ทำไมสิ่งนี้จึงสำคัญในระบบโซลาร์เซลล์ (PV)
ยูซีพีวี	แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องสูงสุดสำหรับการใช้งานกับระบบ PV DC	ต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของระบบ PV ในสภาวะอุณหภูมิต่ำ
ใน	กระแสคายประจุระบุ (Nominal discharge current) ซึ่งโดยปกติใช้สำหรับเหตุการณ์ไฟกระชากที่เกิดขึ้นซ้ำๆ	บ่งบอกถึงความทนทานต่อไฟกระชากเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นซ้ำๆ
ไอแมกซ์	กระแสคายประจุสูงสุดสำหรับบริบทการทดสอบ SPD ประเภทที่ 2 (Type 2)	ช่วยเปรียบเทียบความสามารถในการรองรับกระแสกระชากสูงสุดภายในหมวดอุปกรณ์ประเภทเดียวกัน
ไออิมป์	กระแสอิมพัลส์ (Impulse current) สำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท Type 1 หรือ Type 1+2	มีความสำคัญในกรณีที่อาจมีกระแสฟ้าผ่าบางส่วนไหลผ่าน
ขึ้น	ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า	ค่า Up ที่ต่ำกว่าโดยทั่วไปหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่หลุดรอดผ่านไปได้ต่ำกว่า แต่ต้องพิจารณาควบคู่ไปกับการประสานงานและการติดตั้งความยาวสายนำ
ทิศทางของ Iscpv / SCCR	พฤติกรรมการทนต่อกระแสลัดวงจรหรือความสามารถในการทนกระแสเมื่อมีอุปกรณ์ป้องกันสำรองที่กำหนด	มีความสำคัญเนื่องจากกระแสลัดวงจรในระบบ PV DC และพฤติกรรมการตัดวงจรมีความแตกต่างจากระบบ AC
การกำหนดค่าขั้ว	การกำหนดค่าแบบ 2P, 3P หรือการกำหนดค่าเฉพาะสำหรับระบบ PV	ต้องสอดคล้องกับการเดินสายไฟ DC ของระบบโซลาร์เซลล์ ไม่ว่าจะเป็นแบบมีสายดิน ไม่มีสายดิน หรือระบบเฉพาะอื่นๆ
การบ่งชี้สถานะ	มีตัวบ่งชี้สถานะแบบมองเห็นได้และระบบส่งสัญญาณระยะไกลเป็นอุปกรณ์เสริม	ช่วยให้ทีมบำรุงรักษาทราบเมื่อตลับ SPD หมดอายุการใช้งาน

อย่าเปรียบเทียบค่า kA โดยปราศจากบริบท

การเลือกค่า kA ที่สูงที่สุดบนหน้าผลิตภัณฑ์อาจเป็นเรื่องที่น่าดึงดูดใจ แต่นั่นไม่ใช่วิธีการเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป ค่ากระแสกระชากที่สูงขึ้นอาจมีประโยชน์ก็ต่อเมื่ออุปกรณ์นั้นตรงตามข้อกำหนดด้าน Ucpv, Up, การลัดวงจร, การจำแนกประเภท, ตำแหน่งการติดตั้ง และการประสานงานกับอุปกรณ์ป้องกันต้นทาง/ปลายทางด้วย.

---

SPD DC ประเภท 1+2 สำหรับระบบโซลาร์เซลล์: เมื่อใดที่ควรเลือกใช้

SPD DC ประเภท 1+2 รวมคุณสมบัติการป้องกันกระแสฟ้าผ่าและกระแสกระชากไว้ในอุปกรณ์ชุดเดียวกัน ในโครงการโซลาร์เซลล์ อุปกรณ์นี้จะมีความสำคัญมากที่สุดเมื่อฝั่ง DC อาจต้องเผชิญกับพลังงานจากกระแสกระชากที่สูง.

พิจารณาใช้ SPD DC ประเภท 1+2 เมื่อ:

• อาคารมีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก.
• การเดินสายไฟของแผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถรักษาระยะห่างที่เพียงพอจากระบบป้องกันฟ้าผ่าได้.
• แผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งในพื้นที่โล่งแจ้งหรือบนยอดเขา.
• สถานที่ติดตั้งมีความหนาแน่นของฟ้าผ่าสูงหรือมีค่าใช้จ่ายในการหยุดทำงานของระบบสูง.
• ข้อกำหนดของโครงการระบุให้ใช้ระบบป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่สามารถรองรับกระแสฟ้าผ่าได้.

ใช้ DC SPD ประเภท 2 เมื่อ:

• โครงการต้องการการป้องกันจากแรงดันเกินที่เหนี่ยวนำและแรงดันเกินชั่วขณะจากการสับสวิตช์เป็นหลัก.
• ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกที่ส่งผลกระทบต่อแผงโซลาร์เซลล์.
• ผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์หรือการออกแบบโครงการได้ระบุให้ใช้ระบบป้องกันไฟกระชาก DC ประเภทที่ 2 (Type 2).
• การเพิ่มระบบป้องกันภายในกล่องรวมสาย (Combiner box) หรือแผงควบคุมไฟฟ้ากระแสตรงฝั่งอินเวอร์เตอร์ สำหรับการป้องกันระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาหรือเชิงพาณิชย์ตามมาตรฐาน.

---

IEC 61643-31 และ IEC 61643-32: มาตรฐานใดที่มีความสำคัญ?

สำหรับการป้องกันไฟกระชากในระบบโซลาร์เซลล์ DC แนวทางหลักของ IEC คือมาตรฐานชุด IEC 61643:

• มอก.61643-31 ครอบคลุมข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่เชื่อมต่อกับฝั่ง DC ของระบบติดตั้งโซลาร์เซลล์.
• IEC 61643-32 ให้หลักการคัดเลือกและการประยุกต์ใช้งานสำหรับ SPD ที่เชื่อมต่อกับฝั่ง DC ของระบบติดตั้งโซลาร์เซลล์.
• มอก.61643-11 ใช้กับ SPD ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำ.

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจาก SPD สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ DC ไม่ใช่แค่ SPD สำหรับระบบ AC ที่เปลี่ยนฉลากเท่านั้น บริบทของการทดสอบ พฤติกรรมของแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดในการตัดวงจร และความเสี่ยงในการใช้งานนั้นมีความแตกต่างกัน.

สำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ อาจต้องพิจารณามาตรฐาน UL 1449 และข้อกำหนดทางไฟฟ้าในท้องถิ่นร่วมด้วย สำหรับทุกตลาด วิศวกรโครงการควรยืนยันฉบับมาตรฐานที่ถูกต้อง การบังคับใช้ในท้องถิ่น ข้อกำหนดในคู่มืออินเวอร์เตอร์ และข้อกำหนดของหน่วยงานที่มีอำนาจกำกับดูแล.

เอกสารที่ควรเรียกขอก่อนอนุมัติการใช้งานอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์กระแสตรง (DC)

สำหรับการจัดซื้อแบบ B2B คำถามที่ปลอดภัยที่สุดไม่ใช่แค่ “ราคาเท่าไหร่” แต่คือ “มีเอกสารอะไรบ้างที่พิสูจน์ว่า SPD นี้เหมาะสมกับการใช้งานกับระบบโซลาร์เซลล์กระแสตรง (PV DC)?”

เอกสารหรือหลักฐาน	ทำไมถึงสำคัญ
แผ่นข้อมูลทางเทคนิค (Datasheet) ของ DC SPD	ยืนยันค่า Ucpv, In, Imax, Iimp (ถ้ามี), Up, รูปแบบจำนวนขั้ว (Pole configuration) และวิธีการเชื่อมต่อ
เอกสารการทดสอบหรือการรับรองความสอดคล้องตามมาตรฐาน IEC 61643-31	ช่วยยืนยันว่าอุปกรณ์ดังกล่าวถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบโซลาร์เซลล์กระแสตรงโดยเฉพาะ ไม่ใช่เพียงแค่การใช้งาน SPD สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำทั่วไป
แผนผังการเดินสายไฟจากผู้ผลิต	ป้องกันการต่อขั้วผิด การเดินสายดิน (PE) ไม่ถูกต้อง และการกำหนดค่าระบบสายดินที่ไม่เหมาะสม
คำแนะนำสำหรับการป้องกันสำรอง (Backup protection)	ยืนยันว่าจำเป็นต้องใช้ฟิวส์ต้นทาง, DC MCB หรืออุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ หรือไม่
คำอธิบายการแสดงสถานะเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน	ยืนยันลักษณะของช่องหน้าต่างแสดงสถานะ, การทำงานของตลับแบบถอดเปลี่ยนได้ และหน้าสัมผัสรีโมทที่เป็นอุปกรณ์เสริม
คำแนะนำด้านสภาพแวดล้อมและตู้ควบคุม	มีความสำคัญสำหรับตู้รวมสายไฟภายนอกอาคาร, พื้นที่ที่มีความร้อนสูง, ความชื้น, พื้นที่ชายฝั่งทะเล และความเสี่ยงจากการเกิดหยดน้ำค้างภายในตู้

หากซัพพลายเออร์ไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าผลิตภัณฑ์นั้นใช้สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ในระบบโซลาร์เซลล์ (PV) หรือไม่ ผู้ซื้อไม่ควรนำไปใช้งานเป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ DC.

---

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์

ข้อผิดพลาดที่ 1: การนำ SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) มาใช้ในฝั่งไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

นี่คือข้อผิดพลาดในการเลือกอุปกรณ์ที่อันตรายที่สุด วงจรไฟฟ้ากระแสตรงของระบบโซลาร์เซลล์จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ได้รับการรับรองสำหรับระบบ PV DC โดยเฉพาะ SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสสลับอาจไม่สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าและพฤติกรรมการตัดกระแสตรงของวงจรโซลาร์เซลล์ได้อย่างปลอดภัย.

ข้อผิดพลาดที่ 2: การเลือกค่า Ucpv ต่ำเกินไป

สภาพอากาศหนาวเย็นจะทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของระบบโซลาร์เซลล์สูงขึ้น หากเลือกพิกัดแรงดันไฟฟ้าของ SPD จากแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบแทนที่จะคำนวณจากค่า Voc สูงสุด อาจส่งผลให้ SPD เกิดความเครียดทางไฟฟ้าในระหว่างการทำงานปกติ.

ข้อผิดพลาดที่ 3: การป้องกันเฉพาะฝั่งไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เท่านั้น

การติดตั้ง SPD ฝั่ง AC ที่ตู้จ่ายไฟมีประโยชน์ แต่ไม่ได้หมายความว่าไม่จำเป็นต้องประเมินความเสี่ยงจากไฟกระชากในฝั่ง DC เนื่องจากอินเวอร์เตอร์มักเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีราคาสูงที่สุดและมีการเชื่อมต่อโดยตรงกับสายเคเบิลโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอยู่ภายนอกอาคารเป็นระยะทางไกล.

ข้อผิดพลาดที่ 4: การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ห่างจากอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันมากเกินไป

สายเคเบิลที่ยาวเกินไประหว่าง SPD และอินพุตของอินเวอร์เตอร์จะลดประสิทธิภาพในการป้องกัน ควรติดตั้ง SPD ไว้ใกล้กับอุปกรณ์หรือจุดที่สายเคเบิลเข้าสู่พื้นที่ที่ต้องการป้องกัน.

ข้อผิดพลาดที่ 5: การใช้สายนำสัญญาณที่ยาวเกินไปและเกิดลูปของสายไฟขนาดใหญ่

สายนำสัญญาณของ SPD ไม่ใช่สายไฟความถี่ต่ำทั่วไปในขณะที่เกิดไฟกระชาก สายที่ยาวจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ดังนั้นควรจัดเส้นทางของกระแสไฟกระชากให้สั้น ตรง และกะทัดรัดที่สุด.

ข้อผิดพลาดที่ 6: การละเลยสัญญาณแจ้งเตือนสถานะระยะไกล

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ ตลับ SPD ที่ชำรุดอาจไม่ถูกตรวจพบหากอุปกรณ์มีเพียงตัวบ่งชี้ทางสายตาที่อยู่ภายในตู้ปิด การใช้หน้าสัมผัสสัญญาณระยะไกลจะช่วยให้ทีมบำรุงรักษาสามารถระบุสถานะหมดอายุการใช้งานได้โดยไม่ต้องรอการตรวจสอบด้วยตนเองในครั้งถัดไป.

ข้อผิดพลาดที่ 7: การออกแบบตู้ภายนอกอาคารที่ไม่เหมาะสม

ตู้รวมสายไฟ (Combiner box) ภายนอกอาคารต้องเผชิญกับความร้อน รังสีอัลตราไวโอเลต ความชื้น และการควบแน่น SPD สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ติดตั้งในตู้ที่ออกแบบมาไม่ดีอาจเสื่อมสภาพเร็วขึ้น แม้ว่าพิกัดของ SPD จะถูกต้องก็ตาม สำหรับตู้โซลาร์เซลล์ภายนอกอาคาร ควรตรวจสอบระดับการป้องกันของตู้ (Enclosure rating) สภาวะความร้อน การซีลเคเบิลแกลนด์ การควบคุมการควบแน่น และความสะดวกในการเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษา.

---

รายการตรวจสอบการเลือก DC SPD สำหรับผู้ซื้อระบบโซลาร์เซลล์

ใช้รายการตรวจสอบนี้ก่อนขอใบเสนอราคาหรืออนุมัติการออกแบบ PV SPD.

รายการตรวจสอบ	สิ่งที่ต้องตรวจสอบ
แรงดันไฟฟ้าของระบบ PV	600V, 1000V, 1200V, 1500V หรือระดับแรงดัน DC เฉพาะของโครงการ
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) สูงสุดของสตริง PV	ต้องรวมค่าชดเชยอุณหภูมิต่ำ ไม่ใช่แค่แรงดันไฟฟ้าปกติ
ประเภท SPD	ประเภท 2 หรือประเภท 1+2 ขึ้นอยู่กับความเสี่ยงจากฟ้าผ่าและการออกแบบโครงการ
จุดติดตั้ง	ตู้รวมสาย (Combiner box), อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์, ทั้งสองฝั่ง หรือเอาต์พุต AC
ด้านไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เทียบกับด้านไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับฝั่ง DC ของอินพุตโซลาร์เซลล์ และ SPD สำหรับฝั่ง AC ของเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์หรือฝั่งโครงข่ายไฟฟ้า
ยูซีพีวี	ต้องเหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุดของระบบโซลาร์เซลล์ที่คำนวณไว้
ขึ้น	ต้องสอดคล้องกับระดับการทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันและความยาวของสายนำ
In / Imax / Iimp	ต้องตรงตามระดับความเสี่ยง ประเภทการจำแนก และข้อกำหนดของโครงการ
พฤติกรรมเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร	ตรวจสอบข้อกำหนดการป้องกันสำรอง หรือค่า Iscpv/SCCR จากเอกสารข้อมูลทางเทคนิค
การกำหนดค่าขั้ว	ต้องตรงกับรูปแบบการเดินสายระบบโซลาร์เซลล์ ไม่ว่าจะเป็นแบบต่อลงดิน แบบลอยตัว หรือแบบเฉพาะของระบบ
การบ่งชี้สถานะ	มีตัวบ่งชี้สถานะการทำงาน ตลับอุปกรณ์ที่เปลี่ยนได้ และหน้าสัมผัสสำหรับส่งสัญญาณระยะไกลหากจำเป็น
มาตรฐาน	IEC 61643-31/32, UL 1449 หรือข้อกำหนดท้องถิ่นขึ้นอยู่กับตลาดนั้นๆ

---

รูปแบบข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ที่แนะนำ

เพื่อให้การขอใบเสนอราคา (RFQ) ชัดเจนยิ่งขึ้น อย่าระบุเพียงแค่ “ราคา SPD โซลาร์เซลล์” แต่ควรส่งข้อมูลจำเพาะที่รวมถึงเงื่อนไขการออกแบบจริง.

ตัวอย่างรูปแบบการขอใบเสนอราคา (RFQ):

หัวข้อใน RFQ	ตัวอย่างข้อมูลที่กรอก
โปรแกรม	ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคา / ระบบโซลาร์เซลล์บนพื้นดิน / สถานีอินเวอร์เตอร์เชิงพาณิชย์
แรงดันไฟฟ้าของระบบ PV	1000V DC หรือ 1500V DC
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดของสตริง (Maximum string Voc)	ค่าที่คำนวณได้ภายใต้อุณหภูมิต่ำสุด
ประเภท SPD	อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC ประเภท 2 หรือประเภท 1+2
จุดติดตั้ง	ตู้รวมสายไฟ (Combiner box) และ/หรือ อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์
การกำหนดค่าขั้ว	2P, 3P หรือตามข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ
ทิศทางการติดตั้งตามมาตรฐานที่กำหนด	IEC 61643-31, UL 1449 หรือข้อกำหนดในท้องถิ่น
การตรวจสอบสถานะ	แบบแสดงผลด้วยตาเปล่าเท่านั้น หรือแบบมีหน้าสัมผัสสัญญาณระยะไกล
สภาพแวดล้อมของตู้ควบคุม	ห้องอินเวอร์เตอร์ภายในอาคาร, ตู้รวมสายภายนอกอาคาร, พื้นที่ชายฝั่งทะเล, สภาพอากาศร้อนจัด

รูปแบบนี้ช่วยให้ VIOX หรือซัพพลายเออร์ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสามารถคัดเลือกกลุ่มผลิตภัณฑ์ DC SPD ที่ถูกต้องได้ แทนที่จะเสนอราคาอุปกรณ์ที่ตรงกับคำสำคัญเพียงคำเดียว.

---

คำถามที่พบบ่อย

SPD หนึ่งตัวสามารถป้องกันทั้งฝั่ง PV DC และฝั่ง AC output ได้หรือไม่?

ไม่ได้ DC SPD ทำหน้าที่ป้องกันฝั่ง PV input ในขณะที่ AC SPD ทำหน้าที่ป้องกันฝั่ง inverter output หรือฝั่งระบบจำหน่ายไฟฟ้า การออกแบบระบบป้องกันไฟกระชากสำหรับโซลาร์เซลล์ที่สมบูรณ์มักจะพิจารณาทั้งสองฝั่ง เนื่องจากพลังงานจากไฟกระชากสามารถเข้ามาได้ทั้งผ่านสาย PV ภายนอกอาคารหรือผ่านเครือข่ายจำหน่ายไฟฟ้า AC.

ฉันจะทราบได้อย่างไรว่าควรติดตั้ง DC SPD หนึ่งตัวหรือสองตัว?

ให้ตรวจสอบระยะห่างระหว่างแผงโซลาร์เซลล์หรือตู้รวมสายกับอินเวอร์เตอร์ หากระยะเดินสาย DC สั้น การติดตั้ง DC SPD ในตำแหน่งที่เหมาะสมเพียงตัวเดียวอาจเพียงพอ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ หากเส้นทางเดินสาย DC ยาว โดยทั่วไปคือประมาณ 10 เมตรขึ้นไป วิศวกรมักจะพิจารณาติดตั้ง SPD ทั้งสองฝั่ง คือฝั่งใกล้แผงโซลาร์เซลล์หรือตู้รวมสาย และฝั่งใกล้จุดรับไฟ DC ของอินเวอร์เตอร์.

จะเกิดอะไรขึ้นหากค่า Ucpv ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าจริงของ PV string?

SPD อาจมองว่าแรงดันไฟฟ้าขณะทำงานปกติของระบบ PV เป็นสภาวะแรงดันเกิน ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป อายุการใช้งานสั้นลง การแจ้งเตือนความผิดพลาดที่ผิดพลาด หรือโหมดความผิดพลาดที่เป็นอันตรายได้ ควรเลือกค่า Ucpv ให้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Open-circuit voltage) ในสภาพอากาศเย็นจัดของสตริง PV ไม่ใช่เพียงแค่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าปกติของอินเวอร์เตอร์เท่านั้น.

ทำไมความยาวของสายไฟจึงมีความสำคัญหาก SPD มีค่า Up ต่ำ?

ค่า Up ในเอกสารข้อมูลของ SPD ถูกวัดภายใต้สภาวะการทดสอบที่เป็นมาตรฐาน แต่ในการติดตั้งจริงภายในตู้ สายไฟที่ยาวจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในระหว่างที่เกิดไฟกระชากอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าที่ผ่านไปยังอินเวอร์เตอร์จริงอาจสูงกว่าค่า Up ที่ระบุไว้บน SPD หากเส้นทางการเดินสายยาว มีการขดเป็นวง หรือมีการเชื่อมต่อกราวด์ที่ไม่ดี.

SPD ชนิด DC Type 1+2 ดีกว่า Type 2 เสมอไปหรือไม่?

ไม่เสมอไป SPD ชนิด Type 1+2 มีประโยชน์ในกรณีที่คาดว่าจะได้รับกระแสฟ้าผ่าโดยตรง เช่น ระบบที่มีการป้องกันฟ้าผ่าภายนอกหรือแผงโซลาร์เซลล์ที่อยู่ในพื้นที่เสี่ยงสูง สำหรับระบบ PV บนหลังคาหรือเชิงพาณิชย์ทั่วไปที่ความกังวลหลักคือไฟกระชากเหนี่ยวนำ การเลือกใช้ SPD ชนิด DC Type 2 ที่เหมาะสมอาจเป็นทางเลือกที่เพียงพอ การตัดสินใจควรเป็นไปตามการประเมินความเสี่ยงจากฟ้าผ่าของโครงการและข้อกำหนดการออกแบบในท้องถิ่น.

ควรติดตั้ง SPD ฝั่ง DC ก่อนหรือหลัง DC isolator?

ตำแหน่งที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการออกแบบของกล่องรวมสาย (Combiner box) หรืออินพุตของอินเวอร์เตอร์ และแผนผังการเดินสายของผู้ผลิต สิ่งสำคัญคือ SPD จะต้องเชื่อมต่อใกล้กับตัวนำที่ต้องการป้องกันและบาร์กราวด์โดยใช้สายไฟที่สั้นที่สุด ไม่ควรติดตั้งไว้ไกลเพียงเพราะสะดวกต่อการจัดวางภายในตู้เท่านั้น.

SPD ฝั่ง DC สำหรับระบบ PV เชิงพาณิชย์ควรมีสัญญาณแจ้งเตือนระยะไกลแบบใด?

ระบบโซลาร์เซลล์เชิงพาณิชย์และสาธารณูปโภคมักใช้ SPD ที่มีหน้าต่างแสดงสถานะแบบมองเห็นได้ พร้อมหน้าสัมผัสสัญญาณระยะไกลที่เป็นอุปกรณ์เสริม ซึ่งโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับระบบตรวจสอบ วงจรแจ้งเตือน หรือระบบควบคุมดูแล สิ่งนี้ช่วยให้ทีมบำรุงรักษาตรวจพบ SPD ที่หมดอายุการใช้งานได้โดยไม่ต้องเปิดกล่องรวมสาย (Combiner box) ทุกตู้ด้วยตนเอง.

SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ของระบบโซลาร์เซลล์สามารถป้องกันอินเวอร์เตอร์ได้หรือไม่ หากกล่องรวมสายอยู่ห่างออกไป?

ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น หากกล่องรวมสายอยู่ห่างจากอินเวอร์เตอร์ สายเคเบิลระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองยังคงสามารถเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้ากระชากได้ ในกรณีดังกล่าว อาจจำเป็นต้องติดตั้ง SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรงตัวที่สองไว้ใกล้กับจุดรับไฟฟ้ากระแสตรงของอินเวอร์เตอร์ เพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระชากที่จะเข้าสู่อินเวอร์เตอร์.

ฉันควรขอเอกสารอะไรบ้างจากซัพพลายเออร์ SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง ก่อนที่จะนำไปใช้ในกล่องรวมสายของระบบโซลาร์เซลล์?

ควรขอเอกสารข้อมูลทางเทคนิค (Datasheet) ของ SPD, แผนผังการเดินสาย, ค่าพิกัด Ucpv, ค่าพิกัด In/Imax หรือ Iimp, ค่าระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (Up), คำแนะนำสำหรับการป้องกันสำรอง (Backup protection), รายละเอียดการแสดงสถานะเมื่อหมดอายุการใช้งาน และเอกสารการทดสอบหรือการรับรองมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับ IEC 61643-31 หากมี สำหรับกล่องรวมสายที่ติดตั้งภายนอกอาคาร ควรยืนยันข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อมและระดับการป้องกันของตู้ด้วย.

SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรงสามารถใช้แทนฟิวส์โซลาร์เซลล์, DC MCB หรือสวิตช์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรง (DC Isolator) ได้หรือไม่?

ไม่ได้ SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรงทำหน้าที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ ส่วนฟิวส์โซลาร์เซลล์หรือ DC MCB ทำหน้าที่ป้องกันกระแสเกิน และสวิตช์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรงทำหน้าที่ในการสับเปลี่ยนหรือตัดวงจร อุปกรณ์เหล่านี้มีหน้าที่การทำงานที่แตกต่างกันและควรได้รับการออกแบบให้ทำงานร่วมกันอย่างเหมาะสมภายในกล่องรวมสายหรือจุดรับไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์.

---

สรุป

การเลือก SPD สำหรับไฟฟ้ากระแสตรงที่ดีที่สุดสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ไม่ได้พิจารณาจากค่า kA ที่สูงที่สุดเพียงอย่างเดียว แต่ต้องพิจารณาจากการจับคู่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของระบบโซลาร์เซลล์, ประเภทการใช้งาน (Type 2 หรือ Type 1+2), ตำแหน่งการติดตั้ง, ความยาวของสายเคเบิล, ความยาวของสายนำ, การออกแบบระบบกราวด์/การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น IEC 61643-31 และ IEC 61643-32.

สำหรับผู้ซื้อส่วนใหญ่ ลำดับการประเมินที่ถูกต้องคือ:

1. ยืนยันว่าจุดป้องกันอยู่ด้าน DC หรือด้าน AC.
2. คำนวณค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) สูงสุดของสตริงโซลาร์เซลล์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ.
3. เลือกคลาส Ucpv ที่เหมาะสม.
4. ตัดสินใจเลือกระหว่าง Type 2 และ Type 1+2 โดยพิจารณาจากความเสี่ยงต่อการเกิดฟ้าผ่า.
5. ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ไว้ใกล้กับอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันและเดินสายให้สั้นที่สุด.
6. ตรวจสอบระบบป้องกันสำรอง การแสดงสถานะ และสภาพแวดล้อมของตู้ควบคุม.

หากคุณกำลังเลือกผลิตภัณฑ์ DC SPD สำหรับกล่องรวมสายโซลาร์เซลล์ (PV Combiner Box) การป้องกันอินพุตของอินเวอร์เตอร์ หรือตู้จ่ายไฟโซลาร์เซลล์ VIOX สามารถช่วยคุณเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมได้ ตระกูลอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ตามระดับแรงดันไฟฟ้าจริง จุดติดตั้ง และข้อกำหนดของโครงการ.