แผนผังการเดินสายไฟตู้รวมสายโซลาร์เซลล์แสดงวิธีการเชื่อมต่อ PV String หลายชุดเข้ากับวงจรขาออกกระแสตรง (DC) หนึ่งวงจรหรือมากกว่าก่อนส่งไปยังอินเวอร์เตอร์ โดยเส้นทางการเดินสายปกติมีดังนี้:
ขั้วบวกของ PV string → ฟิวส์สตริงหรือเบรกเกอร์ DC → บัสบาร์ขั้วบวก → สวิตช์ตัดตอน DC หรือเบรกเกอร์ขาออก → อินพุต DC ขั้วบวกของอินเวอร์เตอร์
ขั้วลบของ PV string → ขั้วต่อขั้วลบหรือบัสบาร์ขั้วลบ → อินพุต DC ขั้วลบของอินเวอร์เตอร์
โครงแผงโซลาร์เซลล์ / ตัวนำสายดินของอุปกรณ์ → บาร์กราวด์ (PE) → ระบบสายดินของสถานที่ติดตั้ง
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC (SPD) → เชื่อมต่อคร่อมระหว่างตัวนำ DC และสายดินตามรูปแบบการเชื่อมต่อของ SPD
เส้นทางพื้นฐานนี้คือหัวใจสำคัญของแผนผังตู้รวมสาย PV เกือบทุกประเภท รายละเอียดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับจำนวนของสตริง, จำนวนอินพุต Maximum Power Point Tracking (MPPT) ของอินเวอร์เตอร์, ความจำเป็นในการใช้ฟิวส์สำหรับแต่ละสตริง, การเลือกใช้สวิตช์ตัดตอน DC หรือเบรกเกอร์ DC ที่ขาออก และวิธีการเดินสายของ SPD.
คู่มือนี้มุ่งเน้นไปที่ การเดินสายไฟในกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรง (DC PV Combiner Box), ไม่ใช่แผงรวมสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Combiner Panels) หากคุณต้องการภาพรวมผลิตภัณฑ์ที่กว้างขึ้น โปรดดูที่ VIOX คู่มือตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (PV combiner box guide). หากคำถามหลักของคุณคือเรื่องการประสานการทำงานของอุปกรณ์ (Device Coordination) โปรดดูที่ การออกแบบระบบป้องกันสำหรับกล่องรวมสัญญาณโซลาร์เซลล์ (Solar Combiner Box).
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- กล่องรวมสัญญาณไม่ได้ทำหน้าที่ต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบอนุกรม โดยปกติแล้วการต่ออนุกรมจะทำที่หน้างานเพื่อสร้างเป็นสตริง (PV String) แต่ละชุด.
- ภายในกล่องรวมสัญญาณ โดยทั่วไปสตริงจะถูกนำมาต่อขนานกัน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจะยังคงใกล้เคียงเดิมในขณะที่กระแสไฟฟ้าจะรวมกัน.
- โดยปกติแล้วตัวนำขั้วบวกของแต่ละสตริงจะผ่านฟิวส์สตริงหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรงก่อนที่จะเข้าสู่บัสบาร์ขั้วบวก.
- ตัวนำขั้วลบมักจะเชื่อมต่อเข้ากับเทอร์มินัลบล็อกหรือบัสบาร์ขั้วลบ ยกเว้นในกรณีที่การออกแบบมีการใช้ฟิวส์ทั้งขั้วบวกและขั้วลบ.
- สายดินป้องกัน (PE) หรือตัวนำสายดินของอุปกรณ์จะแยกออกจากตัวนำขั้วลบของระบบไฟฟ้ากระแสตรงในระบบโซลาร์เซลล์แบบไร้หม้อแปลงส่วนใหญ่ในปัจจุบัน.
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรงต้องมีการเชื่อมต่อที่สั้นและตรงไปยังบาร์กราวด์ เนื่องจากสายนำของ SPD ที่ยาวจะทำให้แรงดันไฟฟ้าที่หลุดรอดเข้ามาสูงขึ้นในระหว่างที่เกิดไฟกระชาก.
- อินเวอร์เตอร์แบบหลาย MPPT มักต้องการเอาต์พุตจากกล่องรวมสายแยกกัน ห้ามนำสตริงจากกลุ่ม MPPT ที่ต่างกันมารวมกันเว้นแต่การออกแบบของอินเวอร์เตอร์จะอนุญาตให้ทำได้.
ภาพรวมแผนผังการเดินสายกล่องรวมสายโซลาร์เซลล์
| จุดต่อสายไฟ | การเชื่อมต่อทั่วไป | สิ่งที่ต้องตรวจสอบ |
|---|---|---|
| ขั้วบวกของสตริงโซลาร์เซลล์ | อินพุตของสตริง + ไปยังฟิวส์โฮลเดอร์หรือดีซีเบรกเกอร์ |
ขั้วไฟฟ้า, กระแสลัดวงจรของสตริง (Isc), พิกัดฟิวส์, แรงบิดของขั้วต่อสาย |
| ขั้วลบของพีวีสตริง | อินพุตของสตริง - ไปยังขั้วลบหรือบัสบาร์ |
ขั้วไฟฟ้า, การจัดกลุ่มขั้วต่อ, การเป็นฉนวนจากสายดิน (PE) |
| เอาต์พุตขั้วบวก | บัสบาร์ขั้วบวกผ่านดีซีไอโซเลเตอร์/เบรกเกอร์ไปยังอินเวอร์เตอร์ พีวีบวก (PV+) |
กระแสไฟฟ้ารวม, ขนาดตัวนำ, พิกัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง |
| ขั้วลบเอาต์พุต | บัสบาร์ขั้วลบไปยังอินเวอร์เตอร์ PV- |
พิกัดกระแสไฟฟ้า, ขนาดความจุของเทอร์มินัล, การเดินสายเคเบิล |
| PE / การต่อลงดิน | โครงแผงโซลาร์เซลล์, ตู้ควบคุม, สายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ไปยังบัสบาร์ PE | ความต่อเนื่องทางไฟฟ้า, การเชื่อมต่อประสานศักย์ไฟฟ้า, กฎระเบียบการต่อลงดินในพื้นที่ |
| สป.ด. | +, -, และขั้วต่อ PE ตามโหมดการเดินสายของ SPD |
พิกัด Ucpv, ความจำเป็นของ Type 1/2, สายดินที่สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ในทางปฏิบัติ |
| อุปกรณ์ตรวจวัดกระแส (CT/shunt) | รอบสายสตริงหรือสายขาออกแต่ละเส้นหากมีการติดตั้ง | ทิศทาง, ขั้วไฟฟ้า, การเดินสายสื่อสาร |
ก่อนอ่านแผนภาพ: ทำความเข้าใจว่ากล่องรวมสัญญาณ (Combiner Box) รวมสัญญาณอะไรบ้าง
กล่องรวมสัญญาณโซลาร์เซลล์ (PV combiner box) ทำหน้าที่รวม วงจรสตริงแบบขนาน, ไม่ใช่การเดินสายไฟแบบแยกโมดูล.
ตัวอย่างเช่น:
- โมดูลสิบตัวต่ออนุกรมกันเป็นหนึ่งสตริง.
- สตริงที่เหมือนกันสี่ชุดจะถูกนำเข้าสู่ตู้รวมสาย (Combiner Box).
- ตู้รวมสายจะรวมเอาต์พุตของสตริงทั้งสี่ชุดเข้าเป็นวงจรเอาต์พุตเดียว หรือแบ่งเป็นสองกลุ่มเอาต์พุตสำหรับอินเวอร์เตอร์แบบสอง MPPT.
ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากข้อผิดพลาดในการเดินสายมักเกิดขึ้นเมื่อช่างติดตั้งเข้าใจผิดว่าตู้รวมสายเป็นตัวสร้างสตริงแบบอนุกรม ซึ่งโดยปกติแล้วไม่ใช่ แรงดันไฟฟ้าของสตริงถูกสร้างขึ้นก่อนที่สายเคเบิลจะมาถึงตู้รวมสายแล้ว.
แผนผังการเดินสายตู้รวมสาย DC แบบ 4 สตริงพื้นฐาน
แผนผังที่พบบ่อยที่สุดคือตู้รวมสายแบบอินพุต 4 สตริง ซึ่งประกอบด้วยบัสบาร์ขั้วบวกหนึ่งชุด บัสบาร์ขั้วลบหนึ่งชุด ฟิวส์สตริงที่ฝั่งขั้วบวก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC (DC SPD) และเอาต์พุตหนึ่งชุดไปยังอินเวอร์เตอร์.
PV String 1 + ── ฟิวส์ 1 ┐
แผนผังนี้จะถูกต้องก็ต่อเมื่อสตริงทั้งสี่ชุดเหมาะสมที่จะนำมาขนานกันเท่านั้น ซึ่งโดยปกติหมายความว่าสตริงต้องใช้โมดูลชนิดเดียวกัน มีจำนวนโมดูลต่ออนุกรมเท่ากัน มีทิศทางการติดตั้งใกล้เคียงกัน และอินเวอร์เตอร์ต้องรองรับกระแสไฟฟ้ารวมที่อินพุต MPPT ได้.
การเดินสายแบบ Single-MPPT เทียบกับ Multi-MPPT
การจัดวาง MPPT ของอินเวอร์เตอร์เป็นการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในการเดินสาย.
การเดินสายกล่องรวมสัญญาณแบบ Single-MPPT
หากอินเวอร์เตอร์มีอินพุต MPPT เพียงช่องเดียวและสตริงต่างๆ มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ตรงกัน เอาต์พุตของกล่องรวมสัญญาณอาจเป็นคู่ขั้วบวกและขั้วลบเพียงชุดเดียว.
4 PV สตริงที่ตรงกัน → กลุ่มรวมสัญญาณผ่านฟิวส์หนึ่งชุด → เอาต์พุต PV+ / PV- หนึ่งชุด → อินเวอร์เตอร์ MPPT 1วิธีนี้เป็นเรื่องปกติเมื่อสตริงทั้งหมดหันไปในทิศทางเดียวกันและได้รับสภาวะความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ที่ใกล้เคียงกัน.
การเดินสายไฟสำหรับกล่องรวมสัญญาณแบบ 2-MPPT
หากอินเวอร์เตอร์มีอินพุต MPPT อิสระสองชุด โดยปกติแล้วกล่องรวมสัญญาณควรแยกกลุ่ม MPPT เหล่านั้นออกจากกัน.
สตริง 1 + สตริง 2 → เอาต์พุตกล่องรวมสัญญาณ A → อินเวอร์เตอร์ MPPT 1
ห้ามรวมสตริงทั้งหมดเข้ากับบัสบาร์เดียวแล้วแยกเอาต์พุตไปยังอินพุต MPPT สองชุด เว้นแต่ผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์จะอนุญาตให้ทำเช่นนั้นได้อย่างชัดเจน อินพุต MPPT ที่แยกจากกันถูกออกแบบมาเพื่อติดตามจุดแรงดันและกระแสที่แตกต่างกัน การรวมสตริงที่ไม่ตรงกันก่อนเข้าอินเวอร์เตอร์อาจลดประสิทธิภาพการผลิตพลังงานและทำให้การวินิจฉัยข้อผิดพลาดซับซ้อนขึ้น.
ตำแหน่งการติดตั้งฟิวส์สตริง
ในกล่องรวมสัญญาณ DC แบบมีฟิวส์ทั่วไป ตัวนำขั้วบวกของแต่ละสตริงจะเชื่อมต่อเข้ากับฐานฟิวส์ชนิด gPV แยกกันก่อนที่จะรวมเข้ากับบัสบาร์ขั้วบวก.
อินพุตสตริง + → ฟิวส์ gPV → บัสบาร์ขั้วบวกวัตถุประสงค์ของฟิวส์สตริง (string fuse) ไม่ใช่เพื่อป้องกันไม่ให้โมดูลผลิตกระแสไฟฟ้ามากเกินไป เนื่องจากโดยธรรมชาติแล้วโมดูลโซลาร์เซลล์ (PV module) มีการจำกัดกระแสไฟฟ้าในตัวอยู่แล้ว ฟิวส์ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันสตริงที่เกิดความผิดปกติและตัวนำไฟฟ้าจากกระแสย้อนกลับที่จ่ายมาจากสตริงอื่นที่ต่อขนานกัน.
ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งฟิวส์สตริงจึงมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อจำนวนสตริงที่ต่อขนานกันเพิ่มขึ้น การพิจารณาว่าจำเป็นต้องใช้ฟิวส์หรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับพิกัดกระแสฟิวส์สูงสุดของโมดูล จำนวนสตริงที่ต่อขนานกัน ความสามารถในการรับกระแสของตัวนำไฟฟ้า ข้อกำหนดท้องถิ่น และการออกแบบอินเวอร์เตอร์หรือกล่องรวมสาย (combiner).
สำหรับโครงการระหว่างประเทศ ฟิวส์สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ (PV fuse links) มักถูกระบุตามมาตรฐาน ฟิวส์ gPV ภายใต้คำนิยามของมาตรฐาน IEC 60269-6 สำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ การป้องกันวงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะต้องตรวจสอบให้สอดคล้องกับข้อกำหนด NEC Article 690 ที่เกี่ยวข้องและรายการผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการรับรอง.
ควรติดตั้งฟิวส์ทั้งขั้วบวกและขั้วลบหรือไม่?
แผนภาพจำนวนมากแสดงการติดตั้งฟิวส์เฉพาะที่ขั้วบวกเท่านั้น แต่ระบบอื่นอาจใช้การติดตั้งฟิวส์ทั้งขั้วบวกและขั้วลบ การเลือกวิธีที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการจัดรูปแบบการลงกราวด์ โทโพโลยีของอินเวอร์เตอร์ ข้อกำหนดท้องถิ่น และคำแนะนำของผู้ผลิตอุปกรณ์.
| สภาวะของระบบ | วิธีการเดินสายทั่วไป | ข้อควรระวังที่สำคัญ |
|---|---|---|
| แผงโซลาร์เซลล์แบบลอยตัวหรือไม่ได้ต่อลงดิน | อาจใช้การติดตั้งฟิวส์ที่ขั้วบวกหรือการป้องกันแบบสองขั้ว ขึ้นอยู่กับการออกแบบ | ห้ามสันนิษฐานว่าขั้วลบของไฟฟ้ากระแสตรงมีการต่อลงดิน |
| ระบบที่ต่อลงดินตามหน้าที่การทำงาน | การติดตั้งฟิวส์ขึ้นอยู่กับวิธีการต่อลงดินและข้อกำหนดทางวิศวกรรม | ปฏิบัติตามข้อกำหนดของผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์และมาตรฐานทางวิศวกรรม |
| แผงโซลาร์เซลล์แบบสองขั้ว | แผงย่อยขั้วบวกและขั้วลบอาจต้องการการป้องกันเป็นพิเศษ | ห้ามใช้แผนภาพกล่องรวมสัญญาณแบบธรรมดาทั่วไป |
| กล่องรวมสัญญาณขนาดใหญ่ระดับสาธารณูปโภคหรือแบบที่มีระบบตรวจสอบ | การสลับหรือการป้องกันทั้งสองขั้วอาจขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ | ปฏิบัติตามแบบวิศวกรรม |
ด้วยเหตุผลดังกล่าว แผนภาพการเดินสายที่ปลอดภัยไม่ควรอนุมานว่าต้องใช้ฟิวส์เฉพาะขั้วบวกสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ทุกระบบ กฎทางวิศวกรรมที่ดีกว่าคือ: ปฏิบัติตามการออกแบบกล่องรวมสัญญาณที่ระบุไว้ คู่มืออินเวอร์เตอร์ กฎระเบียบท้องถิ่น และพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์.
การเดินสาย DC Isolator หรือ DC Breaker ที่ฝั่งขาออก
ตู้รวมสาย (Combiner box) หลายรุ่นมีอุปกรณ์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรง (DC isolator), สวิตช์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรง (DC switch-disconnector) หรือเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC breaker) ติดตั้งอยู่ที่เอาต์พุตรวม.
โดยปกติอุปกรณ์เอาต์พุตจะถูกติดตั้งไว้หลังจากรวมสายสตริง (strings) เข้าด้วยกันแล้ว:
ฟิวส์สตริง → บัสบาร์ขั้วบวก → อุปกรณ์ตัดตอน/เบรกเกอร์ DC เอาต์พุต → อินเวอร์เตอร์ PV+ในบางการออกแบบ ตัวนำเอาต์พุตทั้งขั้วบวกและขั้วลบจะผ่านสวิตช์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรงแบบ 2 ขั้วหรือ 4 ขั้ว ซึ่งเป็นเรื่องปกติเมื่อใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นจุดตัดตอนไฟฟ้าในพื้นที่ของแผงโซลาร์เซลล์.
อย่าเข้าใจผิดว่า DC isolator และ DC breaker สามารถใช้แทนกันได้ DC isolator มีไว้สำหรับการตัดวงจรและแยกวงจรด้วยมือเป็นหลัก ส่วน DC breaker จะสามารถป้องกันกระแสเกินได้ก็ต่อเมื่อได้รับการจัดอันดับให้รองรับแรงดันไฟฟ้า DC, กระแสไฟฟ้า, ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจร, ขั้วไฟฟ้า และการจัดวางสายไฟของ PV เท่านั้น สำหรับคำอธิบายเชิงลึกเพิ่มเติม โปรดดู DC Isolator เทียบกับ DC Circuit Breaker.
การเดินสาย DC SPD ในตู้รวมสายโซลาร์เซลล์
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แบบ DC จะถูกเชื่อมต่อแบบขนานกับวงจร PV ไม่ใช่การต่ออนุกรมกับกระแสโหลด.
การเชื่อมต่อ SPD ทั่วไปมีดังนี้:
SPD + → ขั้วบวกของระบบ PV หรือขั้วสายสัญญาณขึ้นอยู่กับการออกแบบของ SPD และระบบสายดิน โหมดการป้องกันภายในอาจเป็นดังนี้:
+ ต่อกับ PE- ต่อกับ PE+ ต่อกับ -- การเชื่อมต่อแบบ Y หรือการจัดวาง SPD สำหรับระบบ PV รูปแบบอื่นตามที่ผู้ผลิตกำหนด
หลักการเดินสายที่สำคัญคือตัวนำของ SPD ควรมีความสั้นและตรงที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในระหว่างที่เกิดไฟกระชาก ความยาวของตัวนำที่เพิ่มขึ้นทุกส่วนจะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมจากค่าความเหนี่ยวนำ ดังนั้นการเดินสาย SPD ให้ดูเรียบร้อยแต่มีความยาวมากเกินไปอาจลดประสิทธิภาพการป้องกันที่แท้จริงลงได้.
สำหรับรายละเอียดการเลือกใช้ DC SPD โปรดดูที่ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC (DC Surge Protection Devices) แล้ว วิธีการอ่านข้อมูลทางเทคนิคของ SPD.
การต่อสายดินและบาร์กราวด์ (PE Bar)
บาร์กราวด์ในตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (Combiner Box) ไม่ใช่สิ่งเดียวกับบัสบาร์ขั้วลบ.
โดยปกติแล้ว PE Bar จะรับ:
- สายดินของอุปกรณ์จากโครงแผงโซลาร์เซลล์และโครงสร้างติดตั้ง
- สายต่อฝากโครงตู้รวมสาย (Combiner Box Enclosure Bonding Conductor)
- สายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
- สายดินของอุปกรณ์ขาออกที่เชื่อมต่อกับระบบสายดิน
บัสบาร์ขั้วลบทำหน้าที่นำกระแสไฟฟ้ากระแสตรงไหลกลับ ในระบบที่ออกแบบอย่างถูกต้อง บัสบาร์สายดิน (PE) จะต้องไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในสภาวะการทำงานปกติ.
ห้ามเชื่อมต่อขั้วลบของระบบโซลาร์เซลล์เข้ากับตู้รวมสาย เว้นแต่การออกแบบอินเวอร์เตอร์หรือระบบจะกำหนดไว้โดยเฉพาะ ระบบโซลาร์เซลล์แบบไร้หม้อแปลงส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้แนวคิดการตรวจสอบความเป็นฉนวนหรือการตรวจสอบกระแสไฟฟ้ารั่ว และกำหนดให้ตัวนำไฟฟ้ากระแสตรงต้องแยกออกจากสายดินของอุปกรณ์ในสภาวะปกติ.
ขั้นตอนการเดินสายตู้รวมสายโซลาร์เซลล์
ลำดับขั้นตอนนี้เขียนขึ้นสำหรับตู้รวมสายไฟฟ้ากระแสตรงทั่วไป โปรดปฏิบัติตามแผนผังการเดินสาย คู่มืออินเวอร์เตอร์ และมาตรฐานทางไฟฟ้าในพื้นที่ของคุณเสมอ.
1. ตรวจสอบการออกแบบให้แน่ใจก่อนสัมผัสสายไฟ
ก่อนการเดินสายไฟ ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
- จำนวนสตริง
- จำนวนโมดูลต่อสตริง
- แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของสตริงสูงสุดที่ปรับแก้ตามอุณหภูมิเย็นแล้ว
- กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของโมดูล
- พิกัดฟิวส์สูงสุดของโมดูล
- ขีดจำกัดแรงดันและกระแสไฟฟ้าขาเข้าของ MPPT อินเวอร์เตอร์
- พิกัดแรงดัน กระแสไฟฟ้า และระดับการป้องกันของตู้รวมสาย (Combiner Box)
- ระบบมีการต่อลงดิน ไม่มีการต่อลงดิน หรือมีการต่อลงดินแบบฟังก์ชัน
ติดตั้งกล่องรวมสาย (Combiner box) ในตำแหน่งที่ถูกต้อง
กล่องรวมสายควรอยู่ในตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงเพื่อตรวจสอบและซ่อมบำรุงได้ โดยต้องคำนึงถึงสภาพแวดล้อม การเดินสายไฟ ความร้อน และกฎระเบียบเรื่องระยะห่างตามมาตรฐานท้องถิ่น การติดตั้งภายนอกอาคารโดยปกติจำเป็นต้องใช้ตู้ที่มีระดับการป้องกัน IP/NEMA ที่เหมาะสม มีทางเข้าสายไฟที่ทนต่อรังสี UV และมีการซีลรอบต่อมสายไฟ (Gland) หรือข้อต่อท่อร้อยสายไฟอย่างแน่นหนา.
หลีกเลี่ยงการติดตั้งกล่องในจุดที่น้ำอาจขังรอบทางเข้าสายไฟ หรือจุดที่ความร้อนโดยตรงจะส่งผลให้ส่วนประกอบภายในทำงานเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้.
นำสาย PV string เข้าสู่ทางเข้าที่ถูกต้อง
เดินสาย PV string แต่ละคู่เข้าสู่กล่องผ่านต่อมสายไฟหรือทางเข้าท่อที่กำหนดไว้ โดยต้องแยกแยะสายขั้วบวกและขั้วลบให้ชัดเจนตั้งแต่จุดเข้าจนถึงจุดต่อสาย.
แนวทางปฏิบัติที่ดี:
- ติดป้ายระบุชื่อสตริงทุกเส้นที่จุดเข้าสาย
- รักษาค่ารัศมีการดัดโค้งของสายไฟให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่ผู้ผลิตกำหนด
- หลีกเลี่ยงการพาดตัวนำไฟฟ้าข้ามคลิปฟิวส์หรือขั้วต่อของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
- เผื่อความยาวสายไฟสำหรับการบำรุงรักษาให้เพียงพอ แต่หลีกเลี่ยงการขดสายไฟที่รกรุงรังใกล้กับสายดินของ SPD
4. เชื่อมต่อสายบวกของสตริงเข้ากับฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ DC
สายบวกของแต่ละสตริงควรต่อเข้ากับฐานฟิวส์หรือขั้วอินพุตของเบรกเกอร์ที่กำหนดไว้ โดยเอาต์พุตของฟิวส์จะเชื่อมต่อเข้ากับบัสบาร์ขั้วบวก.
ห้ามต่อสายบวกของหลายสตริงเข้าด้วยกันภายใต้ขั้วต่อเดียว เว้นแต่ขั้วต่อนั้นจะได้รับการรับรองให้ใช้กับตัวนำหลายเส้นได้โดยเฉพาะ.
5. เชื่อมต่อสายลบของสตริงเข้ากับเทอร์มินัลบล็อกหรือบัสบาร์ขั้วลบ
เชื่อมต่อสายลบของแต่ละสตริงเข้ากับขั้วต่อลบที่กำหนดไว้ ในกล่องรวมสัญญาณที่มีระบบตรวจสอบ สายลบหรือสายบวกแต่ละเส้นอาจต้องผ่านเซนเซอร์วัดกระแสหรือบอร์ดตรวจสอบ ให้ปฏิบัติตามเครื่องหมายแสดงทิศทางบนอุปกรณ์ตรวจสอบ.
6. เดินสายตัวนำเอาต์พุตไปยังอินเวอร์เตอร์
เอาต์พุตขั้วบวกที่รวมกันจะผ่านอุปกรณ์เอาต์พุตที่ระบุหากมีการติดตั้งไว้ ส่วนเอาต์พุตขั้วลบที่รวมกันจะออกจากบัสบาร์ขั้วลบหรือขั้วต่อเอาต์พุต.
ตรวจสอบ:
- พิกัดกระแสของตัวนำเอาต์พุต
- ขีดจำกัดกระแสอินพุตของอินเวอร์เตอร์
- พิกัดอุณหภูมิของขั้วต่อ
- ขั้วที่ปลายทั้งสองด้าน
- การจัดกลุ่ม MPPT ที่ถูกต้อง
7. เชื่อมต่ออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
เดินสาย DC SPD ตามฉลากและเอกสารข้อมูลทางเทคนิค รักษาความยาวของตัวนำ SPD ให้สั้นและตรง โดยเฉพาะตัวนำสายดิน (PE) หาก SPD มีหน้าสัมผัสสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกล ให้เดินสายสัญญาณแรงดันต่ำเหล่านั้นแยกจากตัวนำ DC กระแสสูงหากสามารถทำได้.
8. เชื่อมต่อตัวนำ PE / สายดิน
เชื่อมต่อตู้รวมสาย (Combiner enclosure) และตัวนำสายดินของอุปกรณ์ทั้งหมดเข้ากับบาร์กราวด์ (PE bar) ตรวจสอบความต่อเนื่องของการลงกราวด์หลังจากการเข้าสายเสร็จสิ้น.
9. ติดป้ายระบุ ตรวจสอบ และทดสอบก่อนจ่ายกระแสไฟฟ้า
ก่อนปิดฝาครอบ:
- ตรวจสอบขั้วของสตริง (String polarity) ทุกชุด
- ตรวจสอบพิกัดของฟิวส์ให้ตรงตามการออกแบบ
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีเส้นลวดทองแดงโผล่ออกมา
- ตรวจสอบแรงบิดของขั้วต่อสายให้เป็นไปตามค่าที่ผู้ผลิตกำหนด
- ตรวจสอบความต้านทานของฉนวนหากโครงการกำหนดไว้
- ตรวจสอบสถานะตัวบ่งชี้ของ SPD ว่าอยู่ในสภาวะปกติ
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่า DC isolator/breaker อยู่ในตำแหน่ง OFF ก่อนทำการเชื่อมต่อขั้นสุดท้าย
- บันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของสตริงและเปรียบเทียบกับสตริงที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน
การกำหนดค่าสายไฟทั่วไป
ตู้รวมสายแบบ 2 สตริง
ตู้รวมสายแบบ 2 สตริงอาจไม่จำเป็นต้องใช้ฟิวส์สตริงเสมอไป หากการออกแบบอินเวอร์เตอร์และโมดูลอนุญาตให้เชื่อมต่อแบบขนานโดยตรงได้ แต่ตู้ที่ประกอบสำเร็จรูปส่วนใหญ่มักจะรวมฟิวส์ไว้เพื่อการบำรุงรักษาและการสร้างมาตรฐาน.
สตริง 1 + → ฟิวส์ 1 → บัสบาร์ขั้วบวกตู้รวมสายแบบ 4 สตริง
นี่คือแผนภาพการเดินสายไฟเพื่อการศึกษาที่พบบ่อยที่สุด ซึ่งมีประโยชน์เนื่องจากแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าจากสตริงแบบขนานรวมกันที่บัสบาร์ได้อย่างไร.
ขั้วบวกจาก 4 สตริง → 4 ฟิวส์โฮลเดอร์ → 1 บัสบาร์ขั้วบวก → 1 เอาต์พุตคอมไบเนอร์บ็อกซ์แบบ 4 สตริง 2-MPPT
การเดินสายไฟแบบนี้จะแยกกลุ่มการทำงานออกเป็นสองส่วน.
สตริง 1 + สตริง 2 → เอาต์พุต A → MPPT 1ตู้คอมไบเนอร์บ็อกซ์อาจดูภายนอกเหมือนกัน แต่ภายในควรมีการแยกกลุ่มขั้วบวกและแยกเอาต์พุตออกจากกัน.
คอมไบเนอร์บ็อกซ์พร้อมระบบตรวจสอบการทำงาน
ในตู้ที่มีระบบตรวจสอบ ตัวนำของแต่ละสตริงจะผ่านช่องทางการวัด โดยวงจรตรวจสอบอาจวัดกระแสไฟฟ้าของสตริง สถานะของฟิวส์ สถานะของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) หรืออุณหภูมิได้.
กฎสำคัญในการเดินสายไฟนั้นง่ายมาก คือห้ามข้ามเส้นทางการตรวจสอบเมื่อเปลี่ยนฐานฟิวส์ เทอร์มินัล หรือสายเคเบิล.
ข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟที่ก่อให้เกิดปัญหามากที่สุด
| ผิดพลาด | เหตุใดจึงเป็นอันตราย | แนวทางปฏิบัติที่ดีกว่า |
|---|---|---|
| การสลับขั้วของสตริง (String Polarity) | อาจสร้างความเสียหายต่ออินพุตของอินเวอร์เตอร์หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) และทำให้เกิดสภาวะความผิดปกติ | ตรวจสอบขั้วด้วยมิเตอร์ก่อนทำการเชื่อมต่อ |
| การรวมกลุ่ม MPPT ที่แตกต่างกัน | ลดประสิทธิภาพในการติดตาม (Tracking) และทำให้การวิเคราะห์ความผิดปกติซับซ้อนขึ้น | แยกกลุ่ม MPPT ออกจากกันทางไฟฟ้า |
| การใช้เบรกเกอร์หรืออุปกรณ์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) กับระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ของโซลาร์เซลล์ | การดับอาร์กไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ทำได้ยากกว่าไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) | ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ได้รับการรับรองสำหรับระบบโซลาร์เซลล์เท่านั้น |
| สายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) มีความยาวเกินไป | ทำให้แรงดันไฟฟ้าที่หลุดรอดเข้ามาจริง (Let-through voltage) สูงขึ้นในระหว่างเกิดไฟกระชาก | รักษาเส้นทางสายดิน (PE) ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ให้สั้นและตรงที่สุด |
| การใช้บาร์กราวด์ (PE bar) เป็นบัสบาร์ขั้วลบ | อาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในระบบสายดินได้ | แยกสาย DC ลบและสายดิน (PE) ออกจากกัน เว้นแต่การออกแบบจะกำหนดให้มีการเชื่อมต่อถึงกัน |
| การต่อตัวนำหลายเส้นภายใต้ขั้วต่อเดียว | เป็นสาเหตุให้เกิดการเชื่อมต่อที่ไม่แน่นหนาและความร้อนสูงเกินไป | ใช้ขั้วต่อที่ระบุว่ารองรับจำนวนและขนาดของตัวนำนั้นๆ ได้ |
| ฟิวส์ขนาดใหญ่ | อาจส่งผลให้ไม่สามารถป้องกันตัวนำหรือสายสตริงได้ | กำหนดขนาดตามข้อกำหนดของโมดูลและมาตรฐานทางวิศวกรรม |
| ไม่มีการติดป้ายระบุสายสตริง | ทำให้การทดสอบระบบและการแก้ไขปัญหาล่าช้า | ติดป้ายระบุสายสตริง ฟิวส์ และเอาต์พุตทุกจุด |
วิธีตรวจสอบแผนผังการเดินสายไฟของตู้รวมสัญญาณโซลาร์เซลล์ (Solar Combiner Box) ก่อนการติดตั้ง
ใช้รายการตรวจสอบด่วนนี้ก่อนอนุมัติแผนผัง:
- สาย PV สตริงแต่ละเส้นมีการระบุ
+แล้ว-อินพุตไว้อย่างชัดเจนหรือไม่? - สายสตริงที่มีฟิวส์แต่ละเส้นมีการติดตั้งฟิวส์บนตัวนำที่ถูกต้องตามการออกแบบระบบหรือไม่?
- บัสบาร์ขั้วบวกและขั้วลบมีการแยกออกจากบาร์กราวด์ (PE bar) อย่างชัดเจนหรือไม่?
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เชื่อมต่อกับ
+,-, และ PE ตามเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ SPD หรือไม่? - เส้นทางสายดินของ SPD สั้นและตรงหรือไม่?
- อุปกรณ์ขาออกระบุชัดเจนหรือไม่ว่าเป็น DC isolator, DC breaker หรือ switch-disconnector?
- กลุ่ม MPPT หลายกลุ่มถูกแยกออกจากกันหรือไม่?
- อุปกรณ์ DC ทั้งหมดมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าเหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของ PV หรือไม่?
- ตัวนำขาออกมีขนาดเหมาะสมกับกระแสไฟฟ้ารวมและสภาพการติดตั้งหรือไม่?
- มีการติดฉลาก เครื่องหมายขั้ว และป้ายเตือนครบถ้วนหรือไม่?
เมื่อคุณไม่จำเป็นต้องใช้กล่องรวมสาย (Combiner Box) แยกต่างหาก
ไม่ใช่ระบบโซลาร์เซลล์ทุกระบบที่จำเป็นต้องมีตู้รวมสายภายนอก (External Combiner Box).
คุณอาจไม่จำเป็นต้องใช้ตู้รวมสายในกรณีต่อไปนี้:
- อินเวอร์เตอร์มีช่องรับอินพุตแบบแยกอิสระเพียงพออยู่แล้ว
- อินเวอร์เตอร์มีการติดตั้งระบบป้องกันสตริงและสวิตช์ตัดตอนไฟฟ้ากระแสตรง (DC Switching) ตามที่กำหนดไว้แล้ว
- มีการใช้งานเพียงหนึ่งสตริง
- มีการเชื่อมต่อสองสตริงเข้าด้วยกันโดยตรงผ่านคอนเนคเตอร์ที่ได้มาตรฐาน หรือผ่านช่องอินพุตของอินเวอร์เตอร์ตามที่ผู้ผลิตอนุญาต
- การออกแบบโครงการไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบระยะไกล อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) หรือการตัดแยกวงจรที่หน้างานบริเวณแผงโซลาร์เซลล์
อย่างไรก็ตาม ในระบบเชิงพาณิชย์ อุตสาหกรรม และระดับสาธารณูปโภค ตู้รวมสายยังคงมีความสำคัญเนื่องจากช่วยรวมศูนย์การป้องกันสตริง การป้องกันไฟกระชาก DC การตัดแยกวงจร การตรวจสอบระบบ และการเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษาไว้ในจุดเดียว.
คำถามที่พบบ่อย
แผนผังการเดินสายไฟของตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ (Solar Combiner Box) ที่ถูกต้องเป็นอย่างไร
เส้นทางการเดินสายไฟ DC โดยทั่วไปคือ จากขั้วบวกของสตริงแผงโซลาร์เซลล์ไปยังฟิวส์หรือเบรกเกอร์ DC จากนั้นไปยังบัสบาร์ขั้วบวก แล้วผ่านตัวตัดตอน (Isolator) หรือเบรกเกอร์ขาออกไปยังอินเวอร์เตอร์ ส่วนขั้วลบของสตริงจะต่อเข้ากับบัสบาร์ขั้วลบหรือเทอร์มินัลบล็อก ในขณะที่สายดินของอุปกรณ์และสายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) จะต่อเข้ากับบาร์กราวด์ (PE bar).
ตู้รวมสายโซลาร์เซลล์เชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบอนุกรมหรือแบบขนาน
โดยปกติแล้วตู้รวมสายจะทำหน้าที่รวมสตริงของแผงโซลาร์เซลล์ที่ต่อไว้แล้วเข้าด้วยกันแบบขนาน ส่วนการต่อโมดูลแบบอนุกรมมักจะทำภายนอกตู้รวมสายเพื่อสร้างเป็นแต่ละสตริง.
ควรติดตั้งฟิวส์ไว้ที่ตำแหน่งใดในตู้รวมสายโซลาร์เซลล์
ในการออกแบบส่วนใหญ่ สายไฟขั้วบวกของแต่ละสตริงจะผ่านฟิวส์ gPV แยกแต่ละเส้นก่อนที่จะเชื่อมต่อเข้ากับบัสบาร์ขั้วบวก ระบบบางอย่างอาจต้องการตำแหน่งการติดตั้งฟิวส์ที่แตกต่างกันหรือการป้องกันแบบสองขั้ว ขึ้นอยู่กับวิธีการต่อลงดิน รหัสมาตรฐาน และคำแนะนำของอุปกรณ์.
ฉันสามารถเชื่อมต่อทุกสตริงเข้ากับอินพุต MPPT เดียวกันได้หรือไม่
สามารถทำได้ก็ต่อเมื่ออินพุต MPPT ของอินเวอร์เตอร์รองรับกระแสไฟฟ้ารวมได้ และสตริงเหล่านั้นเหมาะสมที่จะทำงานร่วมกัน หากสตริงหันไปในทิศทางที่แตกต่างกันหรืออยู่ในช่อง MPPT ที่แยกจากกัน โดยปกติแล้วควรแยกสตริงออกจากกัน.
บัสบาร์ขั้วลบเหมือนกับสายดินหรือไม่?
ไม่ใช่ บัสบาร์ขั้วลบทำหน้าที่นำกระแสไฟฟ้าไหลกลับของระบบ DC ส่วนบัสบาร์ PE หรือสายดินทำหน้าที่เชื่อมต่อโครงอุปกรณ์ ชิ้นส่วนตู้ และตัวนำสายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เข้าด้วยกัน ห้ามเชื่อมต่อขั้วลบเข้ากับสายดินเว้นแต่การออกแบบระบบจะกำหนดไว้โดยเฉพาะ.
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ควรติดตั้งที่จุดใดในตู้รวมสาย (Combiner Box)?
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC จะถูกติดตั้งแบบขนานกับวงจร DC โดยที่ขั้ว +, -, และขั้ว PE ควรต่อตามแผนผังการเดินสายของ SPD นั้นๆ โดยตัวนำสายดิน (PE) ควรมีความยาวสั้นที่สุดและเดินสายให้ตรงที่สุดเท่าที่จะทำได้.
สามารถใช้เบรกเกอร์ AC ในตู้รวมสายโซลาร์เซลล์ได้หรือไม่?
อย่าทึกทักเอาเองว่าเบรกเกอร์ AC จะเหมาะสมกับวงจร DC ของระบบโซลาร์เซลล์ เนื่องจากอาร์คไฟฟ้ากระแสตรง (DC arc) จะไม่ดับตัวเองที่จุดศูนย์กระแสเหมือนกับอาร์คไฟฟ้ากระแสสลับ (AC arc) ให้ใช้อุปกรณ์ที่ระบุพิกัดแรงดัน DC, กระแส, ความสามารถในการตัดกระแส, ขั้วไฟฟ้า และการเชื่อมต่อขั้วสำหรับระบบ PV โดยเฉพาะเท่านั้น.
ควรทำการทดสอบสิ่งใดบ้างหลังจากเดินสายไฟในตู้รวมสายเสร็จสิ้น?
โดยทั่วไปแล้ว ผู้ติดตั้งจะต้องตรวจสอบขั้วไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของสตริง ความต่อเนื่องของการลงกราวด์ ความแน่นของขั้วต่อ พิกัดฟิวส์ สถานะของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) การซีลตู้ และขั้วไฟฟ้าขาออกเป็นอย่างน้อยก่อนทำการจ่ายไฟ ทั้งนี้ข้อกำหนดของโครงการอาจกำหนดให้มีการทดสอบความต้านทานฉนวนและบันทึกการทดสอบการใช้งานด้วย.
สรุป
แผนผังการเดินสายไฟของตู้รวมสัญญาณโซลาร์เซลล์ (Solar Combiner Box) ที่ดี ไม่ใช่เพียงแค่ภาพแสดงตำแหน่งสายไฟเท่านั้น แต่ยังเป็นแผนผังแสดงฟังก์ชันการป้องกันต่างๆ อีกด้วย.
ตัวนำไฟฟ้าฝั่งบวกของสตริงจะต้องถูกเดินผ่านอุปกรณ์ป้องกันสตริงที่ถูกต้อง ส่วนตัวนำไฟฟ้าฝั่งลบจะต้องเดินกลับผ่านเส้นทางขั้วต่อที่ถูกต้อง อุปกรณ์ SPD จะต้องถูกเดินสายโดยมีการเชื่อมต่อกับสายดิน (PE) ที่สั้นและตรงที่สุด อุปกรณ์ขาออกจะต้องตรงกับหน้าที่ที่กำหนด ไม่ว่าจะเป็นการตัดแยก การสลับวงจร การป้องกันกระแสเกิน หรือการรวมฟังก์ชันเหล่านี้เข้าด้วยกัน สำหรับการออกแบบแบบหลาย MPPT จะต้องแยกกลุ่มสตริงออกจากกันอย่างชัดเจน.
หากแผนผังแสดงเส้นทางเหล่านี้ไว้อย่างชัดเจน จะช่วยให้การติดตั้ง การตรวจสอบ การแก้ไขปัญหา และการบำรุงรักษาตู้รวมสัญญาณทำได้ง่ายขึ้น แต่หากแผนผังปกปิดเส้นทางเหล่านี้ไว้ การติดตั้งอาจดูเรียบร้อยแต่แฝงไปด้วยความเสี่ยงทางไฟฟ้าที่ร้ายแรง.
แหล่งที่มาและจุดอ้างอิงที่ใช้
- ตรวจสอบหน้า VIOX ที่มีอยู่: แผนผังการเดินสายไฟตู้รวมสัญญาณโซลาร์เซลล์
- ข้อมูลอ้างอิงภายในกลุ่ม VIOX: คู่มือตู้รวมสัญญาณ PV
- ข้อมูลอ้างอิงภายในกลุ่ม VIOX: การออกแบบระบบป้องกันตู้รวมสัญญาณโซลาร์เซลล์
- บริบทของ NEC: NFPA 70 ประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติ (National Electrical Code)
- บริบทมาตรฐานสำหรับฟิวส์ระบบโซลาร์เซลล์ (PV): IEC 60269-6 เป็นมาตรฐาน IEC สำหรับฟิวส์แรงดันต่ำที่ใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการปฏิบัติตามข้อกำหนดของโครงการควรได้รับการตรวจสอบเทียบกับฉบับล่าสุดของมาตรฐานที่จัดซื้อและกฎระเบียบข้อบังคับในท้องถิ่น.
