SPD ที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร?

สำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ วิธีที่ดีที่สุดคือการป้องกันไฟกระชากแบบประสานกัน: DC SPD ที่อาร์เรย์ PV หรืออินพุต DC อินเวอร์เตอร์, AC SPD ที่แผงเอาท์พุทหรือการกระจายอินเวอร์เตอร์ และ SPD ประเภท 2 เป็นเลเยอร์การป้องกันหลัก อุปกรณ์ประเภท 3 ใช้เฉพาะใกล้กับจุดสิ้นสุดที่ละเอียดอ่อนเท่านั้น

ซึ่งหมายความว่าไม่มีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ "ดีที่สุด" เพียงเครื่องเดียวสำหรับทุกระบบสุริยะ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดมาจากการใช้ SPD ที่เหมาะสมในสถานที่ที่เหมาะสมด้วยการติดตั้งและการต่อสายดินที่ถูกต้อง ดังนั้นไฟกระชากจะลดลงทีละขั้นตอนก่อนที่จะสร้างความเสียหายให้กับอินเวอร์เตอร์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

“Spd ที่ดีที่สุด” หมายถึงอะไรในระบบ PV พลังงานแสงอาทิตย์

ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV ไม่ได้หมายถึงอุปกรณ์ที่ใหญ่ที่สุด ระดับกระแสสูงสุด หรือผลิตภัณฑ์ที่แพงที่สุด หมายถึงแนวคิดการป้องกันที่เหมาะกับระบบและวิธีที่ไฟกระชากเข้ามาจริงๆ

ในทางปฏิบัติ "ดีที่สุด" หมายถึง:

ตำแหน่งที่ถูกต้อง
ระบบสุริยะมีโลกไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองแบบ: ด้าน DC จากแผงและด้าน AC เชื่อมต่อกับกริดหรือโหลด ทั้งสองฝ่ายสามารถรับคลื่นได้ และทั้งสองฝ่ายมักจะต้องการการปกป้องของตนเอง

ประเภท SPD ที่ถูกต้อง
อุปกรณ์ประเภท 2 ปกติแล้วจะเป็นชั้นป้องกันหลักในระบบ PV อุปกรณ์ประเภท 3 มีไว้สำหรับอุปกรณ์เฉพาะที่ การป้องกันที่ละเอียดอ่อนใกล้กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน

ระยะสายไฟและคุณภาพการต่อสายดิน
แม้แต่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ดีมากก็ทำงานได้ไม่ดีหากติดตั้งด้วยสายไฟยาว ลูป หรือการยึดเกาะที่ไม่ดีกับพื้น

ความทนทานกระชากซ้ำๆ
การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ถูกเปิดเผยเป็นเวลาหลายปี SPD ต้องทนต่อคลื่นลูกที่เล็กกว่าจำนวนมากเมื่อเวลาผ่านไป ไม่ใช่แค่งานใหญ่เพียงงานเดียว

ดังนั้น SPD ที่ "ดีที่สุด" สำหรับระบบสุริยะจึงเป็นระบบที่เลือกอย่างถูกต้องสำหรับด้าน DC หรือ AC ซึ่งประสานกันอย่างเหมาะสมกับขั้นตอนการป้องกันอื่นๆ และติดตั้งด้วยการเชื่อมต่อที่สั้นและมีพันธะอย่างดี

เหตุใดการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จึงไวต่อไฟกระชาก

ระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ต้องเผชิญกับปัญหาไฟกระชากมากกว่าการติดตั้งระบบไฟฟ้าอื่นๆ นี่ไม่ใช่เพราะอุปกรณ์อ่อนแอ แต่เนื่องจากวิธีการและตำแหน่งที่ติดตั้งระบบ

สาย DC ยาว
สาย PV มักจะวิ่งนับสิบหรือหลายร้อยเมตรบนหลังคาหรือทุ่งนา สายเคเบิลยาวทำหน้าที่เป็นเสาอากาศและสามารถรับแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากกิจกรรมฟ้าผ่าที่อยู่ใกล้เคียง แม้ว่าจะไม่มีการกระแทกโดยตรงก็ตาม

เปิดรับแสงกลางแจ้ง
แผง กล่อง รวม และชิ้นส่วนของสายเคเบิลติดตั้งอยู่กลางแจ้ง สิ่งนี้จะเพิ่มโอกาสของผลกระทบของฟ้าผ่าโดยตรงหรือโดยอ้อมและแรงดันไฟเกินชั่วคราวอย่างรวดเร็ว

อินเวอร์เตอร์อินเวอร์เตอร์ไว
อินเวอร์เตอร์ที่ทันสมัยประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แผงควบคุม และอินเทอร์เฟซการสื่อสาร ส่วนประกอบเหล่านี้อาจได้รับความเสียหายจากแรงกระตุ้นแรงดันไฟเกินขนาดที่ค่อนข้างเล็ก

เส้นทางเข้าหลักสองทาง
คลื่นอาจมาจาก ด้านอาเรย์ (ผ่านสาย DC จากช่อง PV) และจากที่ ตะแกรง (ผ่านเครือข่าย AC) หากมีการป้องกันเพียงด้านเดียว อีกด้านหนึ่งยังสามารถทำลายอินเวอร์เตอร์ได้

เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ การป้องกันไฟกระชากแบบประสานกันจึงไม่ใช่ทางเลือกในระบบ PV ส่วนใหญ่ เป็นส่วนหนึ่งของความน่าเชื่อถือและการออกแบบเวลาทำงานขั้นพื้นฐาน

DC SPD เทียบกับ AC SPD ในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

DC SPD และ AC SPDs มีงานที่แตกต่างกันในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ใช้แทนกันไม่ได้แม้ว่าจะดูคล้ายกันก็ตาม

ใด กระแสตรง ดีซีเอสดี ถูกออกแบบมาให้ทำงานด้าน PV ซึ่งมีแรงดัน DC ต่อเนื่อง มักจะอยู่ในระดับสูง (600 V, 1000 V, 1500 V หรือมากกว่า) ต้องจัดการกับพฤติกรรมส่วนโค้งเฉพาะ DC และจับคู่กับแรงดันสตริง PV

อันหนึ่ง ac spd ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานบนฝั่งกริด โดยที่แรงดันไฟฟ้าสลับกันและจุดตัดเป็นศูนย์ช่วยดับส่วนโค้ง ป้องกันไฟกระชากที่มาจากเครือข่ายยูทิลิตี้หรือจากการสลับเหตุการณ์ภายในการติดตั้ง

เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ให้พิจารณาการเปรียบเทียบต่อไปนี้

การป้องกันไฟกระชากด้าน DC-Side VS ในระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์

ตารางนี้แสดงให้เห็นว่า DC และ AC SPD ป้องกันไฟกระชากที่แตกต่างกันและติดตั้งที่จุดต่างๆ พวกเขาทำงานร่วมกันเป็นระบบ การปกป้องเพียงด้านเดียวทำให้อีกด้านหนึ่งเป็นประตูเปิดสำหรับไฟกระชาก

ประเภท 2 กับ Type 3 SPDs ในระบบสุริยะ

ในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ การตัดสินใจหลักไม่ได้อยู่ระหว่าง SPD ที่แปลกใหม่หลายประเภท แต่ระหว่างการใช้งาน ประเภท 2 และ ประเภท 3 อุปกรณ์อย่างถูกต้อง

• เหตุใด Type 2 เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับแผง PV
  ประเภท 2 SPDs ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับไฟกระชากแบบเหนี่ยวนำและสวิตช์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในการติดตั้งปกติ พวกเขามีความสามารถในการคายประจุและการจัดการพลังงานเพียงพอที่จะอยู่รอดในเหตุการณ์ซ้ำ ๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ ประเภทที่ 2 จึงเป็นทางเลือกมาตรฐานสำหรับทั้งด้าน DC และ AC ในระบบ PV ส่วนใหญ่
  
• ทำไมประเภท 3 จึงเป็นส่วนเสริม
  SPD แบบที่ 3 มีไว้สำหรับการป้องกันที่ละเอียดใกล้กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน พวกเขามีความสามารถในการคายประจุที่ต่ำกว่าและไม่ได้หมายถึงขั้นตอนการป้องกันแรกหรือครั้งเดียว ในระบบ PV บางครั้งจะใช้อุปกรณ์ตรวจสอบ พอร์ตสื่อสาร หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมที่ละเอียดอ่อนมาก
  
• เหตุใด Type 3 จึงไม่สามารถเปลี่ยนการป้องกันแผง
  อุปกรณ์ประเภท 3 เพียงอย่างเดียวไม่สามารถจัดการกับพลังงานของไฟกระชากที่มาจากสายเคเบิลกลางแจ้งยาวหรือจากกริดได้อย่างปลอดภัย หากใช้โดยไม่มีอุปกรณ์ประเภท 2 ต้นน้ำที่เหมาะสม อาจล้มเหลวได้อย่างรวดเร็วหรือให้การป้องกันที่แท้จริงเพียงเล็กน้อย
  

กล่าวโดยย่อ ประเภทที่ 2 เป็นเครื่องมือป้องกันไฟกระชากในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ประเภทที่ 3 เป็นเพียงเลเยอร์ท้องถิ่นเพิ่มเติมเท่านั้น

เกณฑ์การคัดเลือกคีย์สำหรับ SPD สำหรับระบบสุริยะ

• SPD20C/3-1500 PV S Class II
• การกำหนด: Type2
• การจำแนกประเภท: คลาส II
• โหมดการป้องกัน: (+/-)–>PE , (-/+)–>PE , (+/-)–>(-/+)
• แรงดันไฟที่กำหนด: 1500 VDC
• สูงสุด แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานต่อเนื่อง UC (L-N): 180 VDC
• คะแนนปัจจุบัน ISCPV: 100 A
• กระแสไฟต่อเนื่อง ICPV: <20 µA
• กระแสโหลดที่กำหนด: 80 A
• กระแสไฟสูงสุด (8/20μS) IMAX:40 KA
• กระแสไฟระบาย (8/20μs) ใน:20 kA
• ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าขึ้น: ≤5.0 kV
• ความต้านทานการแยก: ＞1000 MΩ
• วัสดุที่อยู่อาศัย: UL94V-0
• ระดับการป้องกัน: IP20

รับใบเสนอราคา

การเลือก an SPD สำหรับระบบสุริยะ ไม่เกี่ยวกับการอ้างสิทธิ์แบรนด์หรือการตลาด เป็นเรื่องเกี่ยวกับการจับคู่อุปกรณ์กับสภาพทางไฟฟ้าและทางกายภาพของการติดตั้ง รายการตรวจสอบต่อไปนี้ครอบคลุมประเด็นที่สำคัญที่สุด

รายการตรวจสอบการเลือก

• แรงดันสตริง PV (VOC + อุณหภูมิ)
  แรงดันไฟวงจรเปิดสูงสุดของสตริง PV จะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ DC SPD ต้องมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่อเนื่อง (UC) สูงกว่าค่าที่เลวร้ายที่สุดนี้ ไม่ใช่แค่แรงดันไฟฟ้าของระบบเล็กน้อย
  
• ตำแหน่ง DC กับ AC
  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ได้รับการออกแบบและรับรองการใช้งาน DC หรือ AC โดยเฉพาะ ขึ้นอยู่กับว่าจะติดตั้งที่ไหน อย่าผสมพวกเขา
  
• ความยาวสายและการรับแสง
  สายเคเบิลกลางแจ้งยาวเพิ่มความเสี่ยงของไฟกระชาก และมักจะปรับให้เหมาะสมกับ SPD ทั้งที่ด้านอาร์เรย์และที่ด้านอินเวอร์เตอร์ ไม่เพียงแต่ในที่เดียวเท่านั้น
  
• ระบบการต่อสายดินและพันธะ
  SPD สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟกระชากไปยังโลกได้ก็ต่อเมื่อมีระบบการต่อสายดินที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำและมีพันธะอย่างดี แนวคิดพื้นฐานและการเลือก SPD จะต้องพิจารณาร่วมกัน
  
• การประสานงานระหว่างด่าน
  หากใช้ SPD มากกว่าหนึ่งตัว (เช่น หนึ่งที่กระดานหลักและอีกอันหนึ่งใกล้กับอินเวอร์เตอร์) ควรประสานระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าและการจัดการพลังงานเพื่อให้พวกเขาแบ่งปันความเครียดอย่างถูกต้องแทนที่จะต่อสู้กันเอง
  

เมื่อคะแนนเหล่านี้ได้รับการเคารพ ผู้ที่ได้รับการคัดเลือก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ การติดตั้งจะทำงานเป็นเวลาหลายปีแทนที่จะใช้บนกระดาษเท่านั้น

รูปแบบการจัดวาง SPD ทั่วไปในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์

เลย์เอาต์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับขนาดและโครงสร้างของระบบ แต่ในกรณีส่วนใหญ่ตรรกะจะคล้ายกัน: หยุดไฟกระชากให้ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และป้องกันอินเวอร์เตอร์จากทั้งสองด้าน

ระบบหลังคาที่อยู่อาศัย

ในระบบที่อยู่อาศัยทั่วไป สาย PV จะวิ่งจากหลังคาไปยังอินเวอร์เตอร์ตัวเดียวโดยตรง

• เกี่ยวกับ ด้านดีซี, DC SPD แบบที่ 2 มักจะถูกติดตั้งในกล่องรวมบนชั้นดาดฟ้า (ถ้ามี) หรือที่อินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์
  
• เกี่ยวกับ ด้าน AC, ติดตั้ง AC SPD ประเภท 2 ในแผงจ่ายหลักหรือใกล้เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์
  

เป้าหมายคือให้อินเวอร์เตอร์ระหว่างจุดป้องกันสองจุด หนึ่งจุดสำหรับแต่ละเส้นทางไฟกระชาก

ระบบหลังคาเชิงพาณิชย์

ระบบเชิงพาณิชย์มักจะมีการเดินสายเคเบิลที่ยาวกว่า หลายสาย และบางครั้งอินเวอร์เตอร์หลายตัว

• ด้านดีซี SPD มักจะวางในกล่องรวมและบางครั้งก็อยู่ใกล้อินพุตอินเวอร์เตอร์อีกครั้งหากระยะทางมีขนาดใหญ่
  
• ด้าน AC SPD ถูกวางไว้ที่เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์และที่บอร์ดกระจายแรงดันต่ำหลัก
  

ที่นี่ การประสานงานระหว่าง SPD หลายรายการมีความสำคัญมากขึ้น เนื่องจากไฟกระชากสามารถเข้าสู่หลายจุดได้

ระบบสุริยะแบบติดดิน

ระบบติดตั้งบนพื้นดินสามารถมีสายเคเบิล DC ยาวมากวิ่งผ่านพื้นที่เปิดโล่ง

• ด้านดีซี การป้องกันมักจะติดตั้งทั้งที่ฟิลด์อาร์เรย์ (ในกล่องรวมภาคสนาม) และที่อินเวอร์เตอร์หรือสถานีไฟฟ้า
  
• ด้าน AC การป้องกันถูกติดตั้งที่เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์และที่จุดเชื่อมต่อกริด
  

ตรรกะจะเหมือนเดิมเสมอ: ลดไฟกระชากทีละขั้นตอน แทนที่จะปล่อยให้มันเคลื่อนผ่านสายเคเบิลเต็มความยาวไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่ตัดสินประสิทธิภาพ

แม้แต่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ดีที่สุดก็สามารถทำงานได้ไม่ดีหากติดตั้งอย่างไม่ถูกต้อง ในความล้มเหลวจริง ๆ ปัญหาไม่ได้อยู่ที่ตัวอุปกรณ์ แต่เป็นวิธีการเชื่อมต่อ

• สายสั้น
  สายไฟจาก SPD ไปยังเฟส ตัวนำไฟฟ้า DC และโลกควรสั้นที่สุด ทุกเซนติเมตรพิเศษจะเพิ่มการเหนี่ยวนำและเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏที่อุปกรณ์ระหว่างการกระชาก
  
• ไม่มีลูปในการเดินสาย
  สายไฟแบบวนซ้ำหรือขดทำหน้าที่เหมือนตัวเหนี่ยวนำและทำให้ SPD มีประสิทธิภาพน้อยลงในช่วงชั่วครู่ที่รวดเร็ว
  
• ปิดการติดตั้งกับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันหรือจุดเริ่มต้น
  ควรติดตั้ง SPD ใกล้กับตำแหน่งที่สายเคเบิลเข้าสู่อินเวอร์เตอร์หรืออาคาร ไม่ไกลในตู้อื่น เว้นแต่จะมีเหตุผลที่ดี
  
• ความผูกพันคุณภาพสูงกับโลก
  การเชื่อมต่อดินจะต้องมีความต้านทานต่ำและยึดติดกับส่วนที่เหลือของระบบการต่อสายดิน โลกที่ย่ำแย่ทำให้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแทบไม่มีประโยชน์
  

รายละเอียดการติดตั้งเหล่านี้มักมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการป้องกันที่แท้จริงมากกว่าค่า SPD datasheet ที่แตกต่างกันเล็กน้อย

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการออกแบบ SPD พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบสุริยะหลายระบบมีรูปแบบการป้องกันไฟกระชากบางรูปแบบ แต่ก็ยังได้รับความเสียหายเนื่องจากความผิดพลาดในการออกแบบขั้นพื้นฐาน

เฉพาะ AC หรือ DC เท่านั้น
ปกป้องเฉพาะด้านกริดหรือเฉพาะด้าน PV เท่านั้นที่จะทำให้อินเวอร์เตอร์ถูกเปิดเผยจากอีกทิศทางหนึ่ง

ตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
SPD ที่ติดตั้งอยู่ไกลจากจุดเข้าของสายเคเบิลหรือสายที่มีการเชื่อมต่อแบบยาวไม่สามารถยึดแรงดันไฟฟ้าที่มีความสำคัญได้

การใช้อุปกรณ์ประเภท 3 มากเกินไป
อุปกรณ์ประเภท 3 บางครั้งใช้เป็นขั้นตอนการป้องกันเท่านั้นเนื่องจากมีขนาดเล็กและราคาถูก นี่ไม่ใช่สิ่งที่พวกเขาออกแบบมาสำหรับระบบ PV

สมมติฐานพื้นฐานที่ไม่ดี
สมมติว่า "มีการเชื่อมต่อโลกอยู่ที่ไหนสักแห่ง" ไม่เพียงพอ หากไม่มีระบบการต่อสายดินและพันธะที่มีความต้านทานต่ำ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไม่สามารถทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้

การหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเหล่านี้มักจะสำคัญกว่าการเลือกระหว่างผลิตภัณฑ์สองชิ้นที่คล้ายคลึงกัน

นอกจากสายไฟแล้ว พอร์ตสื่อสารอินเวอร์เตอร์ เช่น RS485 หรืออีเทอร์เน็ตยังสามารถส่งพลังงานไฟกระชากได้อีกด้วย ในการติดตั้งบางรุ่น อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบดาต้าไลน์ถูกใช้เพื่อลดความเสี่ยงของความเสียหายผ่านสายตรวจสอบและสื่อสาร

บทสรุป

การป้องกันไฟกระชากที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ไม่ใช่อุปกรณ์เดียว แต่เป็นระบบป้องกันที่ประสานกันซึ่งครอบคลุมทั้งด้าน DC และ AC ของการติดตั้ง เนื่องจากไฟกระชากสามารถเข้าจากอาร์เรย์ PV หรือจากกริดได้ ทั้งสองเส้นทางจะต้องได้รับการปกป้องหากอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ยังคงเชื่อถือได้ในระยะยาว ในระบบสุริยะส่วนใหญ่ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภทที่ 2 ให้ชั้นการป้องกันหลัก ในขณะที่อุปกรณ์ประเภท 3 ใช้สำหรับการป้องกันในพื้นที่และเสริมใกล้กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนเท่านั้น มากกว่าการให้คะแนนดิบของอุปกรณ์ใด ๆ การเลือกที่ถูกต้องสำหรับการใช้ DC หรือ AC การประสานงานที่เหมาะสมระหว่างขั้นตอนการป้องกันการต่อสายดินและการยึดเกาะที่ดีและการปฏิบัติในการติดตั้งอย่างระมัดระวังเป็นตัวกำหนดว่าการป้องกันไฟกระชากจะใช้งานได้จริงในสภาพการทำงานจริงหรือไม่

คำถามที่พบบ่อย