วิธีการกำหนดขนาดฟิวส์ PV และอุปกรณ์ตัดตอน DC ตามมาตรฐาน NEC 690

การกำหนดขนาดอุปกรณ์ตัดตอน PV คือ ไม่ สากล Isc × 1.56 การคำนวณ วิธีการที่สามารถอ้างอิงได้คือการแยกการตัดสินใจออกเป็นสี่ส่วน:

1. คำนวณ กระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร ภายใต้มาตรฐาน NEC ฉบับที่ใช้ในท้องถิ่น.
2. ตัดสินใจว่า จำเป็นต้องมีการป้องกันกระแสเกินหรือไม่, จากนั้นจึงกำหนดขนาดของ OCPD หากจำเป็น.
3. เลือก DC disconnect สำหรับกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร แรงดันไฟฟ้าสูงสุด ฟังก์ชันการสลับที่ต้องการ และสภาวะแวดล้อม.
4. ตรวจสอบ หลักฐานผลิตภัณฑ์และการประกอบที่สมบูรณ์: การขึ้นทะเบียน, เครื่องหมาย, SCCR, การจัดวางขั้ว, ตู้ควบคุม, ขั้วต่อตัวนำ และคำแนะนำของผู้ผลิต.

ค่า 156% ที่คุ้นเคยมาจากขั้นตอน 125% สองขั้นตอนในแนวทางทั่วไปของ NEC: ขั้นแรกจากกระแสลัดวงจรของโมดูลไปเป็นกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร จากนั้นจากกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจรไปเป็นพิกัด OCPD แบบทั่วไป ปัจจัยที่สองไม่ใช่ปัจจัยพิกัดการตัดวงจรโดยอัตโนมัติ.

ขอบเขตการออกแบบ: ฉบับของ NEC และการแก้ไขเพิ่มเติมในท้องถิ่นจะถูกนำมาใช้ตามกำหนดเวลาที่แตกต่างกัน ให้ใช้ฉบับที่บังคับใช้โดยหน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ) คำแนะนำของโมดูลและอินเวอร์เตอร์ เงื่อนไขของอุปกรณ์ที่ขึ้นทะเบียน และบันทึกทางวิศวกรรมของโครงการ บทความนี้อธิบายโครงสร้างการตัดสินใจ ไม่ใช่แบบแปลนที่ผ่านการรับรองโดยวิศวกร.

แบบจำลองการกำหนดขนาดแบบสี่ช่องทาง

ช่องทาง	คำถาม	เอาต์พุตหลัก	อย่าสับสนกับ
กระแสในวงจร	กระแสสูงสุดตามมาตรฐาน NEC สำหรับแหล่งจ่าย เอาต์พุต หรืออินพุตของวงจรนี้คือเท่าใด	กระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร	ขนาดของฟิวส์หรือค่าแอมแปร์ในแคตตาล็อกของสวิตช์
ตัวนำและ OCPD	จำเป็นต้องมีการป้องกันกระแสเกินหรือไม่ และวงจรทั้งหมดสามารถรับพิกัดได้เท่าใด	ความสามารถในการนำกระแสของตัวนำและพิกัด/ตำแหน่งของ OCPD	ดิสคอนเนกต์ที่นำกระแส
อุปกรณ์ตัดตอน	ต้องใช้กระแส แรงดัน หน้าที่การสลับ จำนวนขั้ว ตู้หุ้ม และขั้วต่อขนาดเท่าใด?	ข้อกำหนดของอุปกรณ์ตัดตอน	ฟังก์ชันการตัดวงจรของฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์
การรับรองและพิกัดกระแสลัดวงจร	อุปกรณ์หรือชุดประกอบนั้นเหมาะสมกับตลาดและกระแสลัดวงจรที่มีอยู่หรือไม่?	การขึ้นทะเบียน หลักฐาน SCCR/การตัดกระแส เครื่องหมาย และเอกสาร	โลโก้มาตรฐานหรือโบรชัวร์ระดับตระกูลผลิตภัณฑ์

ข้อมูลนำเข้าที่จำเป็นก่อนการคำนวณ

อย่าเริ่มต้นด้วยแคตตาล็อกสวิตช์ ให้รวบรวมข้อมูลวงจรก่อน.

อินพุต	ทำไมถึงสำคัญ	แหล่งที่มาของหลักฐาน
Isc และ Voc ของโมดูล	ค่าเริ่มต้นสำหรับการคำนวณกระแสและแรงดันไฟฟ้า	เอกสารข้อมูล/แผ่นป้ายชื่อโมดูลที่ถูกต้อง
พิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุด	ข้อจำกัดด้านบนสำหรับ OCPD ของวงจรแหล่งจ่าย	เอกสารข้อมูล/แผ่นป้ายชื่อโมดูล
จำนวนโมดูลต่อสตริงแบบอนุกรม	กำหนดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของสตริง	การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์
สตริงแบบขนาน ณ จุดที่ทำการคำนวณขนาด	กำหนดกระแสไฟฟ้ารวมและการสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าไหลย้อนกลับ	แผนภาพเส้นเดียว
อุณหภูมิที่คาดว่าจะต่ำที่สุด	ใช้สำหรับแรงดันไฟฟ้า PV สูงสุด	พื้นฐานการออกแบบหน้างานและวิธีของ NEC
ขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์หรือตัวแปลง DC-to-DC	อาจส่งผลต่อวิธีการคำนวณที่อนุญาต การป้อนกลับ (backfeed) และความเข้ากันได้ของอุปกรณ์	คำแนะนำผลิตภัณฑ์ที่ถูกต้องแม่นยำ
ประเภทตัวนำ พิกัดอุณหภูมิ และการติดตั้ง	จำเป็นสำหรับการคำนวณความสามารถในการนำกระแส (ampacity) การแก้ไข และการปรับค่า	วิธีการเดินสายและข้อมูลตัวนำ
แหล่งจ่ายอื่นที่เชื่อมต่ออยู่	ระบบโครงข่าย แบตเตอรี่ หรือแหล่งจ่ายแบบขนาน สามารถเปลี่ยนแปลงกระแสที่ใช้งานได้จริงและตำแหน่งการติดตั้ง OCPD	สถาปัตยกรรมระบบโดยรวม
กระแสไฟฟ้าขัดข้องที่มีอยู่	จำเป็นสำหรับพิกัดการตัดกระแสและพิกัดการทนต่อกระแสลัดวงจร	การศึกษาทางวิศวกรรมหรือการคำนวณที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว
ฟังก์ชันการตัดวงจร	การตัดโหลด, การแยกอุปกรณ์, การแยกเพื่อบำรุงรักษา หรือฟังก์ชันอื่นที่กำหนดไว้	คำอธิบายการออกแบบและมาตรฐานที่นำมาใช้
อุณหภูมิโดยรอบ, ตู้ควบคุม, ระดับความสูง และการติดตั้ง	สามารถเปลี่ยนแปลงกระแสที่ใช้งานได้และความเหมาะสมต่อสภาพแวดล้อม	สภาพหน้างานและคำแนะนำของผลิตภัณฑ์
ตลาดเป้าหมายและหน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ)	กำหนดรหัสที่นำมาใช้และรายการ/หลักฐานที่จำเป็น	ข้อกำหนดของโครงการ

หากคำถามที่ยังค้างคาคือ ที่ไหน จุดตัดวงจรควรอยู่ที่ใดแทนที่จะเป็นเรื่องพิกัด ให้เริ่มต้นด้วย คู่มือตำแหน่งจุดตัดวงจรโซลาร์เซลล์.

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณกระแสสูงสุดของวงจร PV

สำหรับวงจรแหล่งจ่าย PV ทั่วไปที่ใช้วิธีคำนวณจากกระแสลัดวงจรของโมดูล จุดเริ่มต้นที่คุ้นเคยคือ:

กระแสวงจรแหล่งจ่ายสูงสุด = Isc ของโมดูล × 1.25

สำหรับสตริงที่เหมือนกันซึ่งต่อขนานกัน:

กระแสเอาต์พุตรวมสูงสุด = จำนวนสตริงที่ต่อขนานกัน × Isc ของโมดูล × 1.25

ตัวคูณ 1.25 ในที่นี้ใช้สำหรับแปลงค่า Isc ของโมดูลให้เป็นกระแสสูงสุดของวงจรตามวิธีทั่วไปของ NEC ซึ่งยังไม่ใช่ขนาดของฟิวส์ ขนาดกระแสของตัวนำ หรือขนาดของอุปกรณ์ตัดตอนตามแคตตาล็อก.

บทที่ 690 ยังมีแนวทางสำหรับวงจรที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์แปลงพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ และสำหรับการคำนวณระบบ PV ขนาดใหญ่ที่ออกแบบทางวิศวกรรมบางประเภท การจัดการกระแสของโมดูลแบบสองหน้า (Bifacial-module) และขีดจำกัดเฉพาะของอุปกรณ์อาจส่งผลต่อค่าอินพุตได้เช่นกัน ดังนั้นควรใช้วิธีที่ได้รับอนุญาตตามมาตรฐาน NEC ฉบับที่นำมาใช้และรองรับโดยเอกสารโครงการ แทนที่จะบังคับให้ทุกระบบใช้สมการเดียวกัน.

ตัวอย่างทั่วไป: สตริงขนานหกชุด

สมมติว่ามีสตริงที่เหมือนกันหกชุด โดยแต่ละชุดใช้โมดูลที่มี:

• Isc = 14.45 A
• พิกัดฟิวส์สูงสุดแบบอนุกรม = 25 A
• ไม่มีการรวมกระแสเพิ่มเติมในตัวอย่างที่เรียบง่ายนี้

กระแสสูงสุดของวงจรรวมคือ:

6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A

108.4 A คือกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจรที่เอาต์พุตรวมสำหรับการคำนวณนี้. ไม่ใช่ข้อกำหนดในการใช้ดิสคอนเนกต์ขนาด 150 A โดยอัตโนมัติ.

ขั้นตอนที่ 2: ตัดสินใจว่าจำเป็นต้องมี OCPD หรือไม่

วงจร PV ไม่จำเป็นต้องมีฟิวส์เพียงเพราะว่ามีโมดูลประกอบอยู่ แหล่งจ่าย PV เป็นแบบจำกัดกระแส และบางวงจรสามารถละเว้น OCPD ได้เมื่อเป็นไปตามเงื่อนไขของ NEC ที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น เมื่อตัวนำมีขนาดกระแสเพียงพอและกระแสจากทุกแหล่งจ่ายไม่เกินขีดจำกัดกระแสเกินที่อุปกรณ์อนุญาต.

การป้องกันกระแสเกินจะมีความสำคัญเมื่อสตริงขนาน แบตเตอรี่ ระบบสาธารณูปโภค หรือแหล่งจ่ายอื่นสามารถขับกระแสที่เป็นอันตรายเข้าสู่วงจรหรือตัวนำได้ ตำแหน่งของ OCPD จะต้องพิจารณาถึงทิศทางและแหล่งที่มาของกระแสนั้น ไม่ใช่เพียงแค่ติดตั้งในจุดที่สะดวกเท่านั้น.

ให้ถามคำถามเหล่านี้ตามลำดับ:

1. มีแหล่งจ่ายใดบ้างที่สามารถจ่ายกระแสเข้าสู่ตัวนำได้ในระหว่างที่เกิดความผิดพร่อง?
2. ขนาดกระแสของตัวนำครอบคลุมกระแสสูงสุดจากแหล่งจ่ายเหล่านั้นหลังจากทำการแก้ไขและปรับค่าที่จำเป็นทั้งหมดแล้วหรือไม่?
3. กระแสไฟฟ้าจากทุกแหล่งจ่ายสามารถเกินขีดจำกัดของโมดูล คอนเวอร์เตอร์ ตัวนำ หรืออุปกรณ์ได้หรือไม่?
4. NEC ฉบับที่นำมาใช้ อนุญาตให้มีการป้องกันที่ปลายด้านหนึ่ง กำหนดให้มีการป้องกันที่ปลายทั้งสองด้าน หรือไม่อนุญาตให้มี OCPD สำหรับวงจรนี้?
5. คำแนะนำของโมดูล อินเวอร์เตอร์ คอมไบเนอร์ ที่ใส่ฟิวส์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ระบุไว้ มีเงื่อนไขเพิ่มเติมหรือไม่?

สำหรับการอธิบายเชิงลึกเกี่ยวกับเงื่อนไขที่ไม่ต้องใช้ฟิวส์และกระแสย้อนกลับของสตริงแบบขนาน โปรดดูที่ เมื่อ NEC 690.9 กำหนดให้ต้องมีฟิวส์สำหรับสตริง PV.

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดขนาดฟิวส์ PV หรือ OCPD อื่นๆ

ในกรณีที่จำเป็นต้องมี OCPD แนวทางทั่วไปของ NEC จะกำหนดพิกัดขั้นต่ำไว้ที่ 125% ของกระแสวงจรสูงสุด เว้นแต่จะเข้าเงื่อนไขการใช้ชุดอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองให้ใช้ที่พิกัด 100%.

ค่าขั้นต่ำของ OCPD แบบทั่วไป = กระแสวงจรสูงสุด × 1.25

เมื่อนำมารวมกับวิธีคำนวณจากค่า Isc ของโมดูลแบบทั่วไป จะได้ผลลัพธ์ดังนี้:

Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.5625

นี่คือที่มาของกฎย่อที่เรียกว่า “กฎ 156%” ซึ่งอาจมีประโยชน์สำหรับการคำนวณ OCPD ของวงจรแหล่งจ่ายทั่วไป แต่ต้องทำหลังจากยืนยันแล้วว่าแนวทางตามมาตรฐานที่นำมาใช้นั้นสามารถประยุกต์ใช้ได้จริงเท่านั้น.

ฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เลือกใช้จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ไม่ใช่เพียงแค่ค่าต่ำสุดที่คำนวณได้เท่านั้น:

• มีพิกัดที่หรือสูงกว่าพิกัดขั้นต่ำที่กำหนด;
• มีพิกัดที่หรือต่ำกว่าพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูลในกรณีที่มีการกำหนดขีดจำกัดดังกล่าว;
• สามารถใช้งานร่วมกับความสามารถในการนำกระแสของตัวนำได้หลังจากผ่านการแก้ไขและปรับค่าแล้ว;
• เหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้า DC สูงสุด;
• มีพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรที่เพียงพอสำหรับกระแสฟอลต์ที่อาจเกิดขึ้น;
• หมวดหมู่การใช้งาน PV, การขึ้นทะเบียน, ตัวยึด และการประกอบรวมกันที่ถูกต้อง และ
• ได้รับอนุญาตตามคำแนะนำของอุปกรณ์และกฎขนาดกระแสไฟฟ้ามาตรฐาน.

หากขนาด OCPD มาตรฐานถัดไปเกินขีดจำกัดของโมดูล ตัวนำ ตัวยึด หรืออุปกรณ์ อย่าใช้วิธี “ปัดเศษขึ้นแล้วหวังว่าจะผ่าน” ให้เปลี่ยนตัวนำ สถาปัตยกรรม การจัดกลุ่มสตริง หรืออุปกรณ์ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทั้งหมด.

สำหรับการประเมินผลิตภัณฑ์ในอเมริกาเหนือ UL Solutions ได้ระบุแนวทาง UL 248-19 และ UL 2579 สำหรับฟิวส์ PV ในโครงการที่อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC นั้น, IEC 60269-6 ได้กำหนดข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับฟิวส์ลิงก์ที่ป้องกันสตริงและอาร์เรย์ PV สูงสุดถึง 1,500 V DC การทำเครื่องหมาย gPV หรือรายงานผลการทดสอบตามมาตรฐาน IEC เพียงอย่างเดียวไม่ถือว่าผ่านข้อกำหนดการขึ้นทะเบียนของสหรัฐอเมริกา.

ขั้นตอนที่ 4: กำหนดขนาดกระแสของอุปกรณ์ตัดตอน DC แยกต่างหาก

สำหรับการแยกส่วนอุปกรณ์ภายใต้ NEC Article 690 อุปกรณ์ตัดตอนหรืออุปกรณ์แยกส่วนต้องได้รับการประเมินสำหรับวงจรที่ควบคุม โดยมีเกณฑ์พื้นฐานคือ พิกัดกระแสที่ใช้งานได้ของอุปกรณ์ตัดตอนต้องไม่น้อยกว่ากระแสสูงสุดของวงจร จากนั้นให้ใช้เงื่อนไขการขึ้นทะเบียนของผลิตภัณฑ์นั้นๆ ข้อจำกัดการใช้งานต่อเนื่อง การแก้ไขตามอุณหภูมิโดยรอบ ผลกระทบของตู้ควบคุม ขีดจำกัดของขั้วต่อ และคำแนะนำของผู้ผลิต.

สำหรับตัวอย่างแบบหกสตริง:

• กระแสสูงสุดของวงจร = 108.4 A;
• ค่าต่ำสุดของ OCPD แบบทั่วไป หากจำเป็นต้องมีที่เอาต์พุตนั้น = 108.4 A × 1.25 = 135.5 A ก่อนพิจารณาข้อจำกัดด้านขนาดมาตรฐานและอุปกรณ์;
• ฐานกระแสของอุปกรณ์ตัดตอน = อย่างน้อย 108.4 A, ตามด้วยการตรวจสอบการใช้งานและการลดพิกัดเฉพาะของผลิตภัณฑ์.

ผลลัพธ์อาจยังคงเป็นอุปกรณ์ในแคตตาล็อกขนาด 125 A, 150 A, 160 A หรือใหญ่กว่า ขึ้นอยู่กับว่าผลิตภัณฑ์นั้นมีพิกัดและถูกใช้งานอย่างไร ประเด็นคือ 150 A ไม่ได้เป็นผลลัพธ์ที่ได้โดยอัตโนมัติจากการใช้ตัวคูณ OCPD กับอุปกรณ์ตัดตอน.

อย่าทึกทักเอาว่าพิกัดกระแสในแคตตาล็อกจะมีความหมายเหมือนกันในทุกผลิตภัณฑ์ ให้ตรวจสอบว่าเป็นพิกัดกระแสต่อเนื่อง พิกัดสวิตช์ใช้งานทั่วไป พิกัดเฉพาะสำหรับระบบ PV พิกัดตามประเภทการใช้งาน หรือพิกัดที่ขึ้นอยู่กับการจัดวางขั้วที่ระบุไว้ โดยที่ คู่มือพิกัดของ DC isolator จะอธิบายถึงความแตกต่างบนแผ่นป้ายชื่อเหล่านั้น.

ขั้นตอนที่ 5: คำนวณแรงดันไฟฟ้า DC สูงสุด

การกำหนดขนาดกระแสเพียงอย่างเดียวไม่สามารถใช้ตัดสินอุปกรณ์ตัดตอน PV ได้ โมดูลที่ต่ออนุกรมกันจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และค่า Voc ของโมดูลจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของเซลล์ลดลง.

สำหรับสตริงที่ใช้วิธีการตามตาราง NEC การคำนวณเชิงแนวคิดคือ:

แรงดันไฟฟ้า PV สูงสุด = จำนวนโมดูลที่ต่ออนุกรม × ค่า Voc ของโมดูล × ค่าตัวคูณปรับแก้ตามอุณหภูมิต่ำที่เกี่ยวข้อง

วิธีการอื่นที่ได้รับอนุญาตสามารถใช้สัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ผู้ผลิตจัดหาให้หรือการคำนวณทางวิศวกรรม ให้ใช้วิธีการที่ได้รับอนุญาตตามมาตรฐาน NEC ฉบับที่บังคับใช้และอุณหภูมิที่คาดว่าจะต่ำที่สุดของสถานที่ติดตั้ง.

เลือกฟิวส์, ฐานฟิวส์, เซอร์กิตเบรกเกอร์, อุปกรณ์ตัดตอน, กล่องรวมสาย, SPD และอินพุตอินเวอร์เตอร์สำหรับแรงดันไฟฟ้า DC ที่มีค่าอย่างน้อยเท่ากับค่าสูงสุดที่คำนวณได้ ตรวจสอบข้อจำกัดด้านขั้วไฟฟ้า, การต่อลงดิน และการจัดวางขั้วแบบอนุกรม ห้ามอนุมานความสามารถในการทนแรงดัน 1,000 V หรือ 1,500 V โดยการนำเครื่องหมายจากแต่ละขั้วมารวมกัน เว้นแต่คำแนะนำที่แน่ชัดจะอนุญาตให้จัดวางในลักษณะนั้นโดยเฉพาะ.

ขั้นตอนที่ 6: กำหนดฟังก์ชันการสลับที่ต้องการ

“Disconnect,” “isolator,” และ “switch-disconnector” ไม่ใช่คำเรียกที่ใช้แทนกันได้ในทุกมาตรฐานหรือทุกการติดตั้ง.

หากอุปกรณ์ถูกคาดหมายว่าจะต้องตัดวงจรในขณะที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน อุปกรณ์นั้นจะต้องได้รับการประเมินและระบุค่าสำหรับการตัดโหลด DC ตามที่กำหนดไว้ ณ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และรูปแบบการเชื่อมต่อจริง อุปกรณ์ตัดตอนบางชนิดจะได้รับอนุญาตให้ใช้งานได้ก็ต่อเมื่อมีการป้องกันการตัดโหลดด้วยระบบอินเตอร์ล็อก หรือเมื่ออุปกรณ์นั้นมีการระบุว่าห้ามใช้งานขณะมีโหลด ด้ามจับและสัญลักษณ์ OFF ไม่ได้เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความสามารถในการตัดโหลด.

กำหนดฟังก์ชันการทำงานก่อนเลือกผลิตภัณฑ์:

• จะมีการใช้งานภายใต้สภาวะมีโหลดเป็นประจำหรือไม่?
• เป็นเพียงจุดตัดแยกอุปกรณ์หลังจากที่มีอุปกรณ์อื่นตัดวงจรไปแล้วใช่หรือไม่?
• การออกแบบต้องการการตัดแยกที่มองเห็นได้ชัดเจนหรือสามารถล็อกได้หรือไม่?
• ต้องทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตัดวงจรสำหรับระบบ PV, อุปกรณ์ตัดแยกสำหรับเครื่องจักร หรือเป็นเพียงอุปกรณ์ตัดแยกเพื่อการบำรุงรักษาเท่านั้น?
• ส่วนใดที่ยังคงมีกระแสไฟฟ้าหลังจากดำเนินการตัดวงจรแล้ว?

อุปกรณ์ตัดวงจร DC ไม่ได้หมายความว่าเป็นระบบหยุดการทำงานฉุกเฉินโดยอัตโนมัติ ตำแหน่งและฟังก์ชันการทำงานจะถูกกล่าวถึงแยกต่างหากใน คู่มือการเลือกอุปกรณ์ตัดตอนสำหรับระบบโซลาร์.

ขั้นตอนที่ 7: ตรวจสอบ SCCR และพิกัดการตัดกระแส

มีค่าพิกัดสองค่าที่มักสับสนกันบ่อยครั้ง:

• พิกัดการขัดจังหวะ ใช้กับความสามารถของ OCPD ในการตัดกระแสลัดวงจรได้อย่างปลอดภัย.
• พิกัดกระแสลัดวงจร (SCCR) ใช้กับความสามารถของอุปกรณ์หรือชุดประกอบในการทนต่อกระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ภายใต้สภาวะที่กำหนด.

ค่าพิกัดการตัดกระแสของฟิวส์ไม่ได้กลายเป็น SCCR ของกล่องรวมสายหรือชุดอุปกรณ์ตัดตอนโดยอัตโนมัติ SCCR ของชุดประกอบที่สมบูรณ์ขึ้นอยู่กับการประเมินร่วมกันของอุปกรณ์ตัดตอน ฟิวส์และฐานฟิวส์ ขั้วต่อ บัสบาร์ ตู้คอนโทรล ช่วงขนาดตัวนำ ระยะห่าง และการป้องกันการจำกัดกระแสใดๆ.

แผงโซลาร์เซลล์มีการจำกัดกระแส แต่แบตเตอรี่ กล่องรวมสายแบบขนาน และเส้นทางย้อนกลับจากอินเวอร์เตอร์หรือระบบไฟฟ้าสาธารณะสามารถเปลี่ยนแปลงกระแสลัดวงจรที่มีอยู่ได้อย่างมีนัยสำคัญ ให้จัดทำเอกสารแหล่งที่มาทุกแห่ง และตรวจสอบว่า:

• ค่าพิกัดการตัดกระแสของ OCPD ต้องไม่น้อยกว่ากระแสลัดวงจรที่มีอยู่ที่ขั้วต่อของอุปกรณ์นั้น;
• ค่า SCCR ของอุปกรณ์ตัดตอนและอุปกรณ์ต่างๆ เพียงพอสำหรับการติดตั้งนั้นๆ;
• การอ้างอิงค่าพิกัดแบบอนุกรมหรือการจำกัดกระแสใดๆ ได้รับอนุญาตและมีเอกสารรองรับอย่างชัดเจน และ
• ฉลากของชุดประกอบสะท้อนถึงการกำหนดค่าที่ได้รับการอนุมัติแล้ว.

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดู พิกัดการตัดกระแสลัดวงจรของฟิวส์ PV.

ขั้นตอนที่ 8: จับคู่เส้นทางการประเมินผลิตภัณฑ์

มาตรฐานต่างๆ ระบุประเภทของผลิตภัณฑ์ แต่ไม่ได้เป็นการอนุมัติการติดตั้งโดยอ้างอิงจากชื่อเพียงอย่างเดียว.

ส่วนประกอบหรือฟังก์ชัน	ข้อมูลอ้างอิงการประเมินตามมาตรฐานอเมริกาเหนือที่ระบุโดย UL Solutions	การอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC	สิ่งที่ต้องตรวจสอบ
ฟิวส์สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ (PV fuse)	UL 248-19 / UL 2579	IEC 60269-6	แรงดันไฟฟ้า, กระแสไฟฟ้า, การใช้งาน, พิกัดการตัดกระแส, การรวมกันของตัวยึดฟิวส์
อุปกรณ์ตัดตอน PV	UL 98B / UL 508I	มอก. 60947-3	รายการ/หมวดหมู่ที่ระบุ, กระแสไฟฟ้า, แรงดันไฟฟ้า, หน้าที่การทำงาน, จำนวนขั้ว, เครื่องหมาย, SCCR
เซอร์กิตเบรกเกอร์สำหรับระบบ PV	UL 489B	มาตรฐานเบรกเกอร์เฉพาะสำหรับตลาดนั้นๆ	แรงดันไฟฟ้า, กระแสไฟฟ้า, การทริป, ขั้วไฟฟ้า, พิกัดการตัดกระแสลัดวงจร, การประยุกต์ใช้งาน
คอมไบเนอร์บ็อกซ์	UL 1741 หรือแนวทางการประเมินชุดประกอบที่เกี่ยวข้อง	มาตรฐานชุดประกอบ/ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง	การประกอบ SCCR, ตู้, ขั้วต่อ, การป้องกัน, เครื่องหมาย

หน้าการรับรองระบบสมดุลของระบบโซลาร์เซลล์ของ UL Solutions แสดงรายการเส้นทางการรับรองผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ซึ่งไม่สามารถใช้แทนกันได้ ตัวอย่างเช่น รายงาน IEC 60947-3 อาจเป็นหลักฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับสวิตช์ตัดตอน (switch-disconnector) ในตลาด IEC แต่ไม่สามารถใช้แทนการรับรองตามมาตรฐาน UL 98B หรือ UL 508I ได้.

ก่อนระบุผลิตภัณฑ์ ให้ขอหมายเลขรุ่นที่ถูกต้องและตรวจสอบในฐานข้อมูลการรับรองที่เกี่ยวข้อง โบรชัวร์ของตระกูลผลิตภัณฑ์ ข้อความที่ระบุว่า “ออกแบบมาเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน” เครื่องหมาย CE หรือใบรับรองสำหรับรุ่นใกล้เคียง ไม่สามารถใช้แทนการรับรองที่จำเป็นและเงื่อนไขการยอมรับได้.

ตัวอย่างที่ A: หนึ่ง PV สตริง

สมมติให้มีหนึ่งสตริงประกอบด้วย:

• โมดูล Isc = 14.45 A;
• โมดูล Voc = 49.5 V;
• 20 โมดูลต่ออนุกรมกัน;
• พิกัดฟิวส์สูงสุดแบบอนุกรม = 25 A; และ
• ตัวคูณแรงดันไฟฟ้าสำหรับอุณหภูมิต่ำที่ใช้เป็นตัวอย่างคือ 1.14 ซึ่งเลือกมาจากวิธีที่ได้รับอนุญาตของโครงการ.

ปัจจุบัน

กระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร:

14.45 A × 1.25 = 18.06 A

หากเงื่อนไขตามมาตรฐาน NEC ที่นำมาใช้แสดงให้เห็นว่าไม่มีแหล่งจ่ายใดสามารถขับกระแสเกินเข้าไปในสตริงได้ และเป็นไปตามข้อจำกัดของตัวนำ/อุปกรณ์แล้ว อาจไม่จำเป็นต้องมี OCPD สำหรับวงจรแหล่งจ่าย.

หากจำเป็นต้องมี OCPD และเป็นไปตามแนวทาง OCPD แบบปกติที่ 125%:

18.06 A × 1.25 = 22.58 A

ขนาดมาตรฐานที่เหมาะสมถัดไปอาจเป็น 25 A แต่ทั้งนี้ต้องเป็นไปตามข้อจำกัดของฟิวส์สูงสุดแบบอนุกรมที่ 25 A, ความสามารถในการรับกระแสของตัวนำ, แรงดันไฟฟ้า, ตัวยึดฟิวส์ และข้อกำหนดในการขึ้นทะเบียนด้วย ตัวอย่างนี้ไม่ได้อนุญาตให้ใช้ฟิวส์ขนาด 25 A สำหรับโมดูลอื่น.

พื้นฐานกระแสตัดวงจรยังคงอยู่ที่อย่างน้อย 18.06 A, โดยขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้งานของผลิตภัณฑ์นั้นๆ ค่านี้จะไม่กลายเป็น 22.58 A เพียงเพราะมีการใช้ค่าดังกล่าวในการกำหนดขนาดของ OCPD.

Voltage

แรงดันไฟฟ้าสตริงสูงสุดสำหรับวิธีตัวอย่างนี้:

20 × 49.5 V × 1.14 = 1,128.6 V DC

อุปกรณ์ขนาด 1,000 V DC จะไม่เพียงพอสำหรับค่าที่คำนวณได้ดังกล่าว ตัวเลือกถัดไปอาจเป็นผลิตภัณฑ์ขนาด 1,200 V หรือ 1,500 V แต่ยังคงต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต การจัดวางขั้ว หน้าที่การทำงาน การรับรองมาตรฐาน และความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ให้ถูกต้องแม่นยำ.

ตัวอย่างที่ B: เอาต์พุตของคอมไบเนอร์แบบหกสตริง

การใช้สตริงขนานหกชุดโดยมีค่า Isc ของโมดูลเท่ากับ 14.45 A:

กระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร

6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A

OCPD ฝั่งเอาต์พุต หากจำเป็น

108.4 A × 1.25 = 135.5 A

ผู้ออกแบบอาจพิจารณาใช้ OCPD มาตรฐานขนาด 150 A แต่ต้องทำหลังจากยืนยันพิกัดกระแสของตัวนำ ขีดจำกัดของคอมไบเนอร์และอินเวอร์เตอร์ กฎการเลือกขนาดมาตรฐาน พิกัดการตัดกระแสลัดวงจร และเงื่อนไขการประกอบที่ระบุไว้แล้วเท่านั้น หากมีข้อจำกัดใดต่ำกว่านี้ จะต้องปรับเปลี่ยนสถาปัตยกรรมระบบใหม่.

อุปกรณ์ตัดตอน

อุปกรณ์ตัดตอนต้องเหมาะสมกับกระแสวงจรสูงสุดไม่น้อยกว่า 108.4 A ก่อนที่จะนำเงื่อนไขเฉพาะของผลิตภัณฑ์มาพิจารณา จากนั้นผู้ออกแบบต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ฟังก์ชันการตัดโหลด SCCR การรับรองมาตรฐาน ตู้หุ้ม ขั้วต่อ อุณหภูมิโดยรอบ การติดตั้ง และการจัดวางขั้ว.

ฟิวส์สตริง

การตัดสินใจเลือกฟิวส์แต่ละสตริงยังต้องคำนึงถึงกระแสย้อนกลับจากสตริงขนานอื่นๆ และพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูลด้วย อย่าเลือกฟิวส์สาขาทั้งหกตัวโดยอ้างอิงจากค่า OCPD ของเอาต์พุตรวมเพียงอย่างเดียว เนื่องจากวงจรสาขาและวงจรเอาต์พุตเป็นโซนการป้องกันที่แตกต่างกัน.

ข้อผิดพลาดในการปรับขนาดทั่วไป

ข้อผิดพลาด	ทำไมถึงไม่ผ่านเกณฑ์	การดำเนินการที่ถูกต้อง
ให้นำ Isc คูณด้วย 1.56 และเรียกผลลัพธ์นั้นว่าขนาดของอุปกรณ์ตัดตอน	ค่า 1.25 ตัวที่สองมักใช้สำหรับการกำหนดขนาด OCPD ไม่ใช่สำหรับกระแสของอุปกรณ์ตัดตอนโดยอัตโนมัติ	คำนวณกระแสวงจรสูงสุด จากนั้นจึงใช้เงื่อนไขการใช้งานอุปกรณ์ตัดตอนที่ถูกต้องแม่นยำ
ติดตั้งฟิวส์ในทุกสตริงโดยไม่ต้องตรวจสอบความจำเป็น	วงจรจำกัดกระแสบางประเภทสามารถเป็นไปตามเงื่อนไขของ NEC ได้โดยไม่ต้องมี OCPD	ประเมินกระแสจากทุกแหล่งจ่าย ความสามารถในการรับกระแสของตัวนำ และขีดจำกัดของอุปกรณ์
เลือกโดยพิจารณาจากค่าแอมแปร์เพียงอย่างเดียว	สวิตช์อาจมีขนาดกระแสเพียงพอ แต่มีแรงดัน DC, หน้าที่การทำงาน, ค่า SCCR, จำนวนขั้ว หรือการรับรองที่ไม่เหมาะสม	ใช้ข้อกำหนดแบบหลายเกต
รวมแรงดันไฟฟ้าของแต่ละขั้วจากแผนภาพทั่วไป	ความสามารถด้านแรงดัน DC อาจขึ้นอยู่กับการจัดเรียงหน้าสัมผัสแบบอนุกรมเฉพาะรุ่น	ปฏิบัติตามแผนภาพการเดินสายและเครื่องหมายระบุรุ่นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด
ให้ถือว่าพิกัดการตัดกระแสของฟิวส์เป็นค่า SCCR ของอุปกรณ์รวมกระแส	พิกัดของส่วนประกอบและชุดประกอบมีความแตกต่างกัน	ตรวจสอบค่า SCCR ของชุดประกอบที่ได้รับการประเมินและการกำหนดค่า
ใช้ปัจจัยอุณหภูมิแบบทั่วไป 80%, 90% หรือ 95%	การลดพิกัดของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ตู้ควบคุม สภาพแวดล้อม และเงื่อนไขการทดสอบที่แน่นอน	ใช้กราฟเฉพาะรุ่นและคำแนะนำในการติดตั้ง
ให้ถือว่าหลักฐานตามมาตรฐาน IEC เป็นการรับรองในสหรัฐอเมริกา	มาตรฐานและระบบการอนุมัติทางการตลาดมีขอบเขตที่แตกต่างกัน	ตรวจสอบเอกสารให้ตรงกับโครงการและข้อกำหนดของ AHJ
ให้ถือว่าสถานะ OFF หมายถึงตัวนำไฟฟ้าของระบบ PV ทุกเส้นไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน	โมดูลที่ได้รับแสงสว่างอาจทำให้ตัวนำไฟฟ้าฝั่งแผงโซลาร์เซลล์มีกระแสไฟฟ้าไหลอยู่ได้	ระบุขอบเขตการตัดแยกวงจรและปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานที่ปลอดภัย

รายการตรวจสอบการทบทวนการออกแบบและ RFQ

ส่งรายละเอียดวงจรที่สมบูรณ์ให้แก่ซัพพลายเออร์และผู้ตรวจสอบ ไม่ใช่เพียงแค่ระบุว่า “ต้องการอุปกรณ์ตัดวงจรโซลาร์ขนาด 150 A” โดยต้องระบุข้อมูลดังนี้:

• ฉบับของ NEC ที่นำมาใช้ เขตอำนาจศาล และแนวทางการประเมินผลิตภัณฑ์ที่กำหนด;
• แผนภาพเส้นเดี่ยว (single-line diagram) และตำแหน่ง/หน้าที่การทำงานที่แน่นอนของอุปกรณ์ตัดวงจร;
• ยี่ห้อ/รุ่นของโมดูล, ค่า Isc, Voc, พิกัดฟิวส์สูงสุดของอนุกรม และสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ;
• จำนวนโมดูลต่อสตริงและจำนวนสตริงที่ต่อขนานกัน;
• กระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจรที่คำนวณได้และวิธีการคำนวณ;
• ความจำเป็นในการใช้ OCPD, พิกัด/ตำแหน่งที่เสนอ และข้อจำกัดในการควบคุม;
• แรงดันไฟฟ้า DC สูงสุดที่คำนวณได้และอุณหภูมิการออกแบบที่ต่ำที่สุด;
• กระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นได้และพิกัดการตัดกระแสของ OCPD/ค่า SCCR ของชุดประกอบที่ต้องการ;
• ข้อกำหนดสำหรับการตัดโหลดหรือการแยกวงจรเท่านั้น;
• การจัดวางขั้ว, การต่อลงดิน, ขั้วไฟฟ้า และข้อกำหนดเกี่ยวกับแผนผังการเดินสายของผู้ผลิต;
• วัสดุตัวนำ, ประเภท, ขนาด, พิกัดอุณหภูมิ และข้อกำหนดของขั้วต่อ;
• ประเภทของตู้ควบคุม, ข้อกำหนด IP/NEMA, ช่วงอุณหภูมิแวดล้อม, ระดับความสูง, การติดตั้ง และวิธีการเข้าสายเคเบิล;
• เอกสารข้อมูลรุ่นที่ถูกต้อง คำแนะนำ ภาพวาดมิติ และแผนภาพการเชื่อมต่อ;
• หมายเลขรายการ/ใบรับรองที่ถูกต้อง และบันทึกฐานข้อมูลในกรณีที่จำเป็น และ
• ฉลากที่จำเป็น อุปกรณ์เสริม ข้อกำหนดการล็อกเอาต์ ฟิวส์สำรอง และนโยบายชิ้นส่วนทดแทน.

VIOX เสนอ สวิตช์ตัวแยก DC แล้ว กล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ กลุ่มผลิตภัณฑ์สำหรับการเปรียบเทียบทางเทคนิค ให้ใช้หน้าเหล่านั้นเพื่อคัดเลือกรูปแบบทางกลและพิกัดที่ประกาศไว้ จากนั้นจึงขอหลักฐานเฉพาะรุ่นที่ถูกต้องตามที่โครงการกำหนด ห้ามอนุมานการปฏิบัติตามมาตรฐาน NEC หรือการรับรอง UL จากหน้ากลุ่มผลิตภัณฑ์.

กฎข้อบังคับสุดท้าย

ลำดับการกำหนดขนาดที่ปลอดภัยที่สุดนั้นจำได้ง่าย:

กระแสไฟฟ้ามาก่อน OCPD เป็นลำดับที่สอง อุปกรณ์ตัดตอนเป็นลำดับที่สาม หลักฐานเป็นลำดับสุดท้าย แต่เป็นสิ่งที่บังคับต้องมี.

ทางลัด 156% ใช้ได้เฉพาะในกรณีที่จำเป็นต้องทำตามขั้นตอน 125% ทั้งสองขั้นตอนจริง ๆ เท่านั้น การออกแบบระบบ PV ที่เป็นไปตามมาตรฐานจะเก็บค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร พิกัดฟิวส์ พิกัดอุปกรณ์ตัดตอน แรงดันไฟฟ้า ค่าความผิดพร่อง ฟังก์ชันการสลับ และการอนุมัติผลิตภัณฑ์ไว้เป็นการตรวจสอบแยกต่างหากซึ่งทั้งหมดต้องผ่านเกณฑ์.

แหล่งข้อมูล

• NFPA 70 (National Electrical Code) ฉบับปัจจุบันและฉบับที่จัดเก็บไว้ผ่าน NFPA LiNK
• UL Solutions — การรับรองอุปกรณ์ประกอบระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
• UL Solutions — ฐานข้อมูลการรับรองผลิตภัณฑ์ Product iQ
• IEC — IEC 60269-6:2010+A1:2021, ฟิวส์ลิงก์สำหรับระบบ PV
• IEC — IEC 60947-3:2020+A1:2025, สวิตช์, อุปกรณ์ตัดตอน, สวิตช์ตัดตอน และชุดฟิวส์รวม