ประเภทและการใช้งานของเบรกเกอร์ระบบโซลาร์: คู่มือฉบับสมบูรณ์

บทนำ

การออกแบบระบบพลังงานแสงอาทิตย์สมัยใหม่มักให้ความสำคัญกับการผลิตพลังงานเป็นหลัก ไม่ว่าจะเป็นประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์และอัตราการแปลงไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ อย่างไรก็ตาม ความยั่งยืนทางเศรษฐกิจและการดำเนินงานของการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ใดๆ ก็ตามจะขึ้นอยู่กับมาตรการป้องกัน เบรกเกอร์วงจรเพื่อความปลอดภัยของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นหัวใจสำคัญของสถาปัตยกรรมความปลอดภัยนี้ ซึ่งมอบความอุ่นใจให้กับเจ้าของระบบ

ระบบโซลาร์เซลล์ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นโรงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แรงดันสูงที่ติดตั้งบนหลังคาบ้านพักอาศัยหรือพื้นที่อุตสาหกรรม ข้อกำหนดด้านการป้องกันจะเพิ่มขึ้นตามความจุของระบบ ความจำเป็นในการป้องกันที่แข็งแกร่งมีอยู่ทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นการป้องกันวงจรไฟฟ้าใน PV กล่องรวมไฟที่รวมพลังงานไว้ หรือกล่องควบคุมเอาท์พุตหลายตัวในแผงโหลด DC ที่เจ้าของบ้านใช้ไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรง

อันตรายของระบบส่งไฟฟ้ากระแสตรงนี้ เช่น การเกิดอาร์กต่อเนื่องและอันตรายจากไฟฟ้า ไม่เหมือนกับอันตรายจากระบบไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป ดังนั้น การเลือกระบบป้องกันวงจรของแต่ละโซลูชัน ไม่ว่าจะเป็นกล่องรวมสัญญาณหรือระบบจ่ายไฟหลัก จึงไม่ใช่การเลือกอุปกรณ์เสริมที่ไม่จำเป็น แต่มันคือการคำนวณทางวิศวกรรมที่สำคัญ

คู่มือนี้เป็นการตรวจสอบอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับประเภทของเบรกเกอร์วงจรพลังงานแสงอาทิตย์ การใช้งานโดยเฉพาะในระบบโทโพโลยีโฟโตโวลตาอิกส์ และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นในการกำหนดขนาดของเบรกเกอร์เหล่านั้นให้เหมาะสม

เบรกเกอร์ระบบสุริยะคืออะไร?

เบรกเกอร์วงจรระบบโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์ป้องกันอัตโนมัติที่ใช้ป้องกันวงจรไฟฟ้าไม่ให้เสียหายเนื่องจากกระแสไฟฟ้าเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าเกิน เบรกเกอร์วงจรเป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งที่ทนทาน ต่างจากฟิวส์ธรรมดาที่ทำงานได้เพียงครั้งเดียวและต้องเปลี่ยนใหม่ เบรกเกอร์สามารถรีบูต (ด้วยตนเองหรืออัตโนมัติ) เพื่อให้ทำงานตามปกติหลังจากแก้ไขความผิดพลาดแล้ว

เบรกเกอร์วงจร DC มีจุดประสงค์หลักสองประการในกรณีของระบบโฟโตโวลตาอิกส์ (PV):

• การแยกและการสลับ: มีจุดตัดการเชื่อมต่อแบบแมนนวล ซึ่งช่วยให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสามารถแยกส่วนได้อย่างปลอดภัย PV อาร์เรย์ แบตเตอรี่ หรืออินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อให้บริการโดยไม่ต้องเสี่ยงกับแรงดันไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน สิ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งในระบบที่ใช้อินเวอร์เตอร์แยกหม้อแปลง ในการออกแบบเหล่านี้ มาตรฐานทางวิศวกรรมมักกำหนดให้ใช้เบรกเกอร์กระแสตรงแบบสองขั้วที่มีความสามารถในการจำกัดกระแสอย่างน้อย 1.25 เท่าของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) ของแผงโซลาร์เซลล์ PV อาร์เรย์และ 1.2 เท่าของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) ของพลังงานแสงอาทิตย์ PV แถว
• การป้องกันกระแสเกิน: เบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์ป้องกันความร้อนและแม่เหล็ก เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรมีค่ามากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดเนื่องจากความผิดพลาดหรือความผิดพลาดในการเดินสาย เบรกเกอร์จะตัดวงจร เพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนของสายไฟจะไม่ละลาย และอุปกรณ์จะไม่เสียหายอย่างร้ายแรง

มีความจำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่าง ตัวแยกกระแสตรง และเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Circuit Breaker) ถึงแม้ว่าตัวแยกวงจร (isolator) จะสามารถใช้เพื่อตัดวงจรเพื่อรักษาวงจรได้ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะป้องกันกระแสเกินโดยอัตโนมัติเสมอไป เบรกเกอร์ไฟฟ้ามีคุณสมบัติการแยกวงจรที่จำเป็นดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น และมีระบบป้องกันความผิดพลาดแบบแอคทีฟ

เบรกเกอร์ระบบโซลาร์เซลล์เทียบกับเบรกเกอร์ AC ทั่วไป: เหตุใดความแตกต่างจึงสำคัญ

การเปลี่ยนเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เป็นหนึ่งในความผิดพลาดที่แพร่หลายและเป็นอันตรายที่สุดในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์เหล่านี้ดูคล้ายกับสายตาที่ไม่ได้รับการฝึกฝน แต่ในความเป็นจริงกลับแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับนักฟิสิกส์หรือวิศวกรไฟฟ้า

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดคือปรากฏการณ์ Zero-Crossing

• ความเป็นจริงของ AC: กระแสไฟฟ้าสลับจะกลับขั้ว 50 หรือ 60 ครั้งต่อวินาที (เฮิรตซ์) ในวงจรนี้ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเหลือศูนย์โวลต์ 100 หรือ 120 ครั้งต่อวินาที เมื่อเบรกเกอร์กระแสสลับถูกตัดและเกิดอาร์กไฟฟ้าระหว่างหน้าสัมผัส จุดศูนย์แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกสร้างขึ้นตามธรรมชาติและช่วยในการดับอาร์ก
• อันตรายของ DC: กระแสตรงเป็นแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องที่ไม่มีจุดตัดศูนย์ เมื่อคุณพยายามเปิดวงจรด้วยไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง อาร์กจะไม่ดับตัวเอง แต่จะกลายเป็นสะพานพลาสมาที่ยาวนาน ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนมหาศาล (หลายพันองศาเซลเซียส)

เมื่อใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไปในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงจากพลังงานแสงอาทิตย์ อาจไม่สามารถตัดวงจรอาร์กได้เมื่อเกิดการสะดุด ส่งผลให้เกิดการเชื่อมแบบสัมผัส (Contact Welding) ซึ่งฟิวส์ของเบรกเกอร์จะอยู่ใกล้กันและไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ หรืออาจทำให้ตัวเรือนเบรกเกอร์เสียหายทั้งหมด ซึ่งมักทำให้เกิดเพลิงไหม้จากไฟฟ้า

ดังนั้น เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรงพลังงานแสงอาทิตย์จึงได้รับการออกแบบด้วยห้องดับอาร์กที่ซับซ้อน ห้องเหล่านี้ใช้ขดลวดแม่เหล็กเพื่อยืดอาร์กและดันอาร์กเข้าไปใน "ช่องอาร์ก" ซึ่งอาร์กจะถูกแบ่งและระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว การใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเฉพาะทางถือเป็นมาตรการด้านความปลอดภัยที่บังคับใช้ แทนที่จะพึ่งพาแผงเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับโหลดไฟฟ้ากระแสตรง

ประเภทหลักของเบรกเกอร์ระบบโซลาร์เซลล์

การป้องกันพลังงานแสงอาทิตย์นั้นแปรผันตรงกับความหนาแน่นของพลังงาน ในตลาดมีเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็กเพียง 15 แอมป์สำหรับใช้ในระบบสายไฟที่พักอาศัย และสวิตช์เกียร์ขนาดใหญ่ถึง 6000 แอมป์สำหรับใช้ในโครงสร้างพื้นฐานระดับสาธารณูปโภค

แม้ว่าในทางปฏิบัติแล้ว เบรกเกอร์วงจรประเภทที่พบมากที่สุดอาจแบ่งออกได้เป็นมาตรฐาน GFCI (กราวด์ฟอลต์) และ AFCI (Arc Fault) แต่ละประเภทมีบทบาทการป้องกันเฉพาะ วิศวกรจะพิจารณาตัวเลือกหลักโดยพิจารณาจากขนาดของระบบและการออกแบบทางกายภาพของอุปกรณ์ ลำดับชั้นของฮาร์ดแวร์แบ่งออกเป็นสามประเภทโครงสร้างกว้างๆ ได้แก่

ประเภทเบรกเกอร์	อัตรากระแสไฟฟ้าทั่วไป	คะแนนแรงดันไฟฟ้า	ทำลายความจุ	สถานการณ์การใช้งานหลัก
DC MCB	1A – 125A	สูงถึง 1000V DC	ต่ำถึงปานกลาง (เช่น 6kA)	หลังคาบ้านพักอาศัย PV กล่องรวมสาย ป้องกันสาย.
DC MCCB	63A – 1600A	สูงถึง 1500V DC	สูง (20kA – 50kA)	แผงโซลาร์เซลล์เชิงพาณิชย์ อินเวอร์เตอร์ส่วนกลาง สวิตช์หลักแบตเตอรี่
เอซีบี / BESS	2000A – 6300A	สูงถึง 1500V DC	สูงมาก (สุญญากาศ/อากาศ)	ฟาร์มโซลาร์เซลล์ขนาดยูทิลิตี้, การจัดเก็บพลังงานขนาดกริด (BESS).

DC MCB (เบรกเกอร์ขนาดเล็ก)

ในแอปพลิเคชันที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำ เบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก DC (MCB) ส่วนใหญ่ได้เข้ามาแทนที่ฟิวส์ขนาด 20 แอมป์หรือ 30 แอมป์แบบเก่าที่ใช้ในการติดตั้งแผงขนานแบบเก่า ฟิวส์เหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีขนาดเล็กและมีการออกแบบแบบแยกส่วนที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งบนราง DIN มาตรฐาน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมฟิวส์เหล่านี้จึงเป็นตัวเลือกเริ่มต้นใน PV ตู้รวมสัญญาณ และ ตู้จ่ายไฟบ้านพักอาศัย

• ขอบเขตงานวิศวกรรม: MCBโดยทั่วไปจะมีค่าพิกัดกระแสไฟฟ้า 125A และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 1000 V
• กลไก: มีการใช้กลไกตัดการทำงานแบบสองขั้นตอนด้วยความร้อนและแม่เหล็ก ส่วนประกอบความร้อนใช้สำหรับรับมือกับโหลดเกินที่ช้าและยาวนาน ในขณะที่ส่วนประกอบแม่เหล็กใช้สำหรับตัดการเชื่อมต่อทันทีเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่มีกระแสสูง เพื่อปกป้องสตริงพลังงานแสงอาทิตย์หรืออินพุตของอินเวอร์เตอร์ไฮบริดแต่ละตัว

DC MCCB (เบรกเกอร์วงจรแบบกล่องแม่พิมพ์)

เมื่อกระแสไฟฟ้าเกินช่วงที่พักอาศัยในระบบโซลาร์เชิงพาณิชย์และช่วงอุตสาหกรรม (C&I) ข้อจำกัดของ MCB สำเร็จแล้ว ในกรณีนี้ เบรกเกอร์แบบ Molded Case Circuit Breaker (MCCB) จะเป็นมาตรฐานที่กำหนด ชุดอุปกรณ์เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าและแข็งแรงกว่ามาก บรรจุอยู่ในกล่องฉนวนที่แข็งแรงและขึ้นรูป และออกแบบมาเพื่อติดตั้งด้วยสลักเกลียวเพื่อทนต่อแรงทางกลจากการสลับกำลังสูง

• ขอบเขตงานวิศวกรรม: MCCBใช้ในการยกของหนัก โดยค่าพิกัดโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 63A ถึง 1600A และมีความสามารถในการตัดกระแสไฟสูง (เช่น 20kA ถึง 50kA)
• ประโยชน์: ต่างจากการตั้งค่าคงที่ของ MCBจำนวนมาก MCCBมีการตั้งค่าการเดินทางที่ปรับได้ ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถปรับเส้นโค้งการป้องกันให้เหมาะกับลักษณะการรับน้ำหนักของรถขนาดใหญ่ PV อาร์เรย์หรือแบตเตอรี่แบงค์ ซึ่งเป็นการตัดการเชื่อมต่อหลักของอินเวอร์เตอร์ส่วนกลาง

เอซีบีและ BESS เบรกเกอร์ (แรงดันสูง/อุตสาหกรรม)

เบรกเกอร์วงจรอากาศ (ACB) ใช้ที่จุดสูงสุดของสาธารณูปโภค ซึ่งครอบคลุมถึงโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่และระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เพื่อควบคุมช่วงบนของสเปกตรัม DC สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่แค่สวิตช์ แต่เป็นระบบดับอาร์กที่ซับซ้อนด้วยเทคโนโลยีอากาศอัดหรือสุญญากาศ

BESS ความเชี่ยวชาญ: ACB มาตรฐานอาจไม่เพียงพอในบริบทของการจัดเก็บ เบรกเกอร์ DC ความเร็วสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับรับมือกับกระแสลัดวงจรมหาศาลที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถส่งผ่านได้ เบรกเกอร์เหล่านี้จำเป็นต้องตอบสนองได้ภายในไม่กี่มิลลิวินาทีเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความร้อนสูงเกินขีดจำกัด

ขอบเขตงานวิศวกรรม: สามารถรองรับกระแสไฟได้หลายพันแอมแปร์ (2000A – 6300A)

การใช้งาน: ติดตั้งเบรกเกอร์ระบบโซลาร์เซลล์ที่ตำแหน่งใด PV ระบบพลังงาน

แสงอาทิตย์ PV ระบบจำเป็นต้องได้รับการปกป้องในจุดต่างๆ ในตรรกะการไหลของพลังงาน การวางเบรกเกอร์ที่ไม่เหมาะสมหรือการขาดการแยกระหว่างโดเมน AC และ DC จะทำให้ส่วนที่เปราะบางของระบบถูกเปิดเผย ดังนั้นเราจึงกำหนดการใช้เบรกเกอร์วงจรในสี่จุดสำคัญ

PV กล่องรวมอาร์เรย์ (การป้องกันสตริง)

กล่องรวมสัญญาณเป็นจุดป้องกันแรกในระบบหลายสตริง ซึ่งรวมแผงหลายสตริงเข้าด้วยกันเป็นเอาต์พุตเดียว ก่อนการรวมสัญญาณ DC MCB ควรติดตั้งไว้ที่ปลายสายแต่ละเส้น การจัดวางตำแหน่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อแก้ไขปัญหาทิศทางที่มีอยู่ตามที่ระบุไว้ในมาตรการความปลอดภัย

เมื่อสายใดสายหนึ่งถูกบังแสงหรือเกิดความผิดพลาด สายอื่นๆ อาจสามารถดันกระแสไฟฟ้าในทิศทางตรงกันข้ามเข้าไปในสายนั้นได้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การเปลี่ยนทิศทางโดยไม่ได้ตั้งใจจะก่อให้เกิดปัญหาความปลอดภัยอย่างร้ายแรงและสร้างความเสียหายให้กับเซลล์แสงอาทิตย์ แม้ว่าเบรกเกอร์จะไม่ได้ทำหน้าที่ควบคุมทิศทางกระแสไฟฟ้าโดยตรง แต่ก็เป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันกระแสไฟฟ้าย้อนกลับที่เป็นอันตรายเหล่านี้ ซึ่งมิฉะนั้นจะทำให้เกิดเพลิงไหม้และความเสียหายที่ไม่อาจแก้ไขได้ต่อโมดูล

การป้องกันแบตเตอรี่

เมื่อพิจารณาถึงส่วนจัดเก็บพลังงาน อินเทอร์เฟซระหว่างแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จถือเป็นส่วนที่รับกระแสไฟฟ้าได้ยากที่สุดของระบบทั้งหมด ส่วนนี้ช่วยให้สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้สูงสุดและกระแสตรงที่เสถียร MCCB หรือมีเรตติ้งสูง MCB จำเป็นต้องมี

เบรกเกอร์ติดตั้งมาในชุดนี้ ไม่เพียงแต่จะช่วยป้องกันสายเคเบิลแบตเตอรี่ขนาดใหญ่จากปัญหาความร้อนสะสมที่เกิดจากกระแสเกินเท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ เป็นวิธีการตัดการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยทางกายภาพ การแยกส่วนนี้ช่วยให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสามารถทำงานกับแบตเตอรี่ได้โดยไม่ต้องเสี่ยงอันตรายจากไฟฟ้ากระแสตรงที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

อินพุตอินเวอร์เตอร์หลัก (การจ่ายไฟ DC)

ระบบป้องกันอินพุตของอินเวอร์เตอร์หลักทำหน้าที่เป็นเกตเวย์สำคัญระหว่างการผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เบรกเกอร์นี้ติดตั้งอยู่ระหว่างเอาต์พุตของกล่องรวมสัญญาณ (Combiner Box) และอินพุตของอินเวอร์เตอร์ และทำหน้าที่เป็นสวิตช์ไฟฟ้ากระแสตรงหลักของฝั่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมด เบรกเกอร์นี้ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่ป้องกันกระแสเกินเท่านั้น แต่ยังช่วยปกป้องระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังภายในที่ละเอียดอ่อนของอินเวอร์เตอร์จากไฟกระชากจากภายนอก และทำหน้าที่เป็นจุดแยกส่วนกลางสำหรับระบบจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงทั้งหมด

การกระจายโหลด DC (วงจร DC ที่อยู่อาศัย)

สุดท้ายนี้ มีการใช้งานบางอย่างในด้านการบริโภค โดยเฉพาะกับเจ้าของบ้านที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพ เพื่อเสริมสร้างความแข็งแกร่ง ผู้ติดตั้งจำเป็นต้องติดตั้งแผงจ่ายไฟแยกต่างหาก (กล่องฟิวส์) โดยมีเบรกเกอร์เฉพาะซึ่งแตกต่างจากแผงไฟฟ้ากระแสสลับโดยสิ้นเชิง

สิ่งนี้จำเป็นในสถานการณ์ที่เครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างเช่นหลอดไฟ LED ต้องอาศัยกระแสตรงอย่างต่อเนื่องในการทำงาน เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ต้องการสภาพแวดล้อมด้านพลังงานที่เฉพาะเจาะจง เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงในกรณีนี้จึงถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันโหลดที่มีความสำคัญเหล่านี้ เบรกเกอร์เหล่านี้ทำหน้าที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟได้รับการตรวจสอบอย่างเหมาะสม และป้องกันการเกิดโหลดเกินในวงจรไฟฟ้าแสงสว่างโดยเร็วที่สุดโดยไม่ส่งผลกระทบต่อระบบหลัก

พิจารณาปัจจัยขณะเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์ระบบสุริยะ

การเลือกใช้เบรกเกอร์ในโซล่าเซลล์ PV ระบบเป็นสาขาที่มักถูกละเลยโดยเลือกใช้แผงหรืออินเวอร์เตอร์ แต่ในกรณีนี้ ความประมาทเลินเล่อย่อมส่งผลเสีย เบรกเกอร์ที่เลือกไม่ดีมักจะเกิดความผิดพลาดเนื่องจากการลดอุณหภูมิ ทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อนสูงเกินไป และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอาจเกิดเพลิงไหม้ในระบบได้

การเลือกเบรกเกอร์นั้นไม่ใช่เกมแห่งโชค แต่เป็นเกมของการปรับข้อกำหนดให้สอดคล้องกับเงื่อนไขการทำงานของระบบ

ระดับแรงดันไฟฟ้าและมาตรฐานการกำกับดูแล

แรงดันไฟฟ้าของเบรกเกอร์ควรมากกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุด (Voc) ของ PV แต่ในอุณหภูมิต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้ นอกจากนี้ การเลือกใช้งานต้องสอดคล้องกับโครงสร้างของอินเวอร์เตอร์และมาตรฐานอุตสาหกรรม รวมถึง UL508i และ IEC60947-3

• 600 โวลต์กระแสตรง (UL508i): นี่คือข้อกำหนดมาตรฐานของการติดตั้งที่พักอาศัยโดยใช้อินเวอร์เตอร์เฟสเดียว
• 1000 โวลต์กระแสตรง (IEC60947-3): การติดตั้งบนหลังคาเชิงพาณิชย์และอินเวอร์เตอร์สตริงสามเฟสมาตรฐาน
• 1500 โวลต์กระแสตรง: มาตรฐานปัจจุบันของอินเวอร์เตอร์รวมศูนย์และฟาร์มโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าช่วยลดการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิล แต่จำเป็นต้องใช้เบรกเกอร์ที่มีฉนวนและการจัดการอาร์กที่ดีขึ้น

การกำหนดค่าเสาเทียบกับจำนวนสาย

การกำหนดค่าขั้วไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับจำนวนสายไฟฟ้าในตัวแยก หลักการสำคัญที่สุดประการหนึ่งของการแยกกระแสตรง (DC isolation) คือ ตัวนำไฟฟ้าที่มีไฟฟ้าทั้งหมดต้องถูกตัดจ่ายไฟฟ้าพร้อมกัน

• 2P (สองขั้ว): มาตรฐานแบบสตริงเดี่ยว (ตัดทั้งขั้วบวกและขั้วลบ) สามารถใช้ได้กับอินเวอร์เตอร์สตริงทั่วไปที่ใช้ Maximum Power Point Tracker (MPPT) หนึ่งตัวเป็นตัวแปลง
• 4P (สี่ขั้ว): จำเป็นเมื่อใช้งานสองสายพร้อมกัน หรือในระบบแรงดันไฟฟ้าสูง (1000 โวลต์/1200 โวลต์) ในระบบแรงดันไฟฟ้าสูง ขั้วไฟฟ้ามักจะต่อแบบอนุกรมเพื่อแบ่งแรงดันอาร์กระหว่างจุดสัมผัสหลายจุด ทำให้เบรกเกอร์ขนาดเล็กสามารถรับภาระได้อย่างปลอดภัย

ความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของวัสดุ

ผลกระทบของสภาพแวดล้อมในการติดตั้งเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่สุดที่มักไม่มีอยู่ในเอกสารข้อมูลจำเพาะ ตัวแยกและเบรกเกอร์พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ทำงานในห้องเซิร์ฟเวอร์ที่มีการควบคุมอุณหภูมิ แต่ทำงานในสภาวะที่รุนแรง

• ช่วงอุณหภูมิ: อุณหภูมิการทำงานปกติของเบรกเกอร์ DC ที่ทนทานควรอยู่ระหว่าง -40 o C ถึง 60 o C ควรลดระดับเบรกเกอร์เมื่ออุณหภูมิโดยรอบสูงกว่าช่วงนี้เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่ก่อให้เกิดความรำคาญ
• มาตรฐานการติดไฟ: เนื่องจากภารกิจหลักคือการป้องกันอัคคีภัย วัสดุที่ใช้ทำกล่องหุ้มจึงควรมีคุณสมบัติทนไฟ ข้อกำหนดต่างๆ ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน UL 94V-0 ถึง UL 94V-2 อย่างเคร่งครัด โดยกล่องหุ้มต้องสามารถดับไฟได้เองในกรณีที่ส่วนประกอบภายในเสียหาย

การกำหนดขนาดและการคำนวณ (วิธีคำนวณแอมป์)

ตามมาตรฐาน National Electrical Code (NEC) และแนวทางปฏิบัติทางวิศวกรรมที่ดีโดยทั่วไป เบรกเกอร์ไม่ควรทำงานต่อเนื่องที่ 100% ของค่าที่กำหนด

สูตรการคำนวณ:

ในการกำหนดค่าแอมแปร์ขั้นต่ำสำหรับเบรกเกอร์ (Ibreaker) ของคุณ คุณต้องใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยกับ PV กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของอาร์เรย์ (Isc)

ตัวย่อ:

ตัวอย่าง:

หากคุณมีแผงโซลาร์เซลล์หลายแผงที่มี Isc 10A:

คุณควรปัดขึ้นเป็นขนาดมาตรฐานที่ใกล้เคียงที่สุด ซึ่งก็คือเบรกเกอร์ DC ขนาด 20A

ทำไมต้องเลือก BENY เบรกเกอร์

ในตลาดที่เต็มไปด้วยส่วนประกอบทั่วไป BENY ยืนหยัดในฐานะผู้ผลิตที่มุ่งเน้นเฉพาะความซับซ้อนของการป้องกันพลังงานแสงอาทิตย์แบบ DC ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่การตลาด แต่อยู่ที่ความเข้มงวดทางวิศวกรรม

ด้วยประสบการณ์ในอุตสาหกรรมกว่า 30 ปี BENY วิศวกร เบรกเกอร์วงจรระบบสุริยะ ที่เชื่อมช่องว่างระหว่างความคุ้มค่าและความยืดหยุ่นระดับอุตสาหกรรม โซลูชันของเราออกแบบมาเพื่อรองรับการใช้งานที่หลากหลาย PV ความต้องการตั้งแต่ระบบ 12V ถึง 1500V รองรับกระแสไฟฟ้าแรงสูงถึง 630A พร้อมการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด

ความปลอดภัยคือหัวใจสำคัญของปรัชญา "Built to Endure" ของเรา เบรกเกอร์ทุกตัวมีแผงป้องกันอาร์กขั้นสูงและความสามารถในการตัดกระแสไฟฟ้า 6kA เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องได้ทันที เราแก้ไขปัญหาการติดตั้งที่ใช้งานได้จริงด้วยการออกแบบแบบไม่มีขั้วซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดในการเดินสาย และกล่องหุ้ม IP65 ที่แข็งแรงทนทาน ผ่านการทดสอบแล้วว่าสามารถใช้งานได้ในสภาพอากาศที่รุนแรงตั้งแต่ -40°C ถึง 85°C

รับประกัน 5 ปีและการสนับสนุนทั่วโลกตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน เลือก BENY หมายถึงการรักษาความปลอดภัยโครงสร้างพื้นฐานของคุณกับพันธมิตรที่มุ่งมั่นในด้านความปลอดภัยและความยั่งยืนอย่างไม่ลดละ

สรุป

การลงทุนในโซลาร์เซลล์มีตัวป้องกันแบบเงียบ นั่นคือ เซอร์กิตเบรกเกอร์แผงโซลาร์เซลล์ ในขณะที่แผงโซลาร์เซลล์สร้างมูลค่า แต่เบรกเกอร์ยังคงรักษามูลค่านั้นไว้ การเปลี่ยนไปใช้ระบบแผงโซลาร์เซลล์แรงดันสูงเชิงพาณิชย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น แทนที่จะเป็นระบบที่อยู่อาศัยแบบเรียบง่าย จำเป็นต้องเปลี่ยนทัศนคติของเราในการเลือกส่วนประกอบ

เราควรเลิกมองเบรกเกอร์เป็นเพียงสินค้าโภคภัณฑ์ และหันมามองว่ามันเป็นสินทรัพย์ด้านความปลอดภัยที่สำคัญ หากต้องการเข้าใจเรื่องนี้เพิ่มเติม โปรดอ่าน กระดูกสันหลังของความปลอดภัยทางไฟฟ้า: เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงและความสำคัญผู้ติดตั้งสามารถมั่นใจได้ว่าระบบมีความน่าเชื่อถือโดยพิจารณาจากหลักการทางฟิสิกส์เฉพาะของประกายไฟกระแสตรง การจับคู่เบรกเกอร์กับพื้นที่ใช้งานที่เหมาะสม เช่น กล่องรวมสายไฟกับชุดแบตเตอรี่ และการพิจารณามาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและพิกัดกระแสไฟฟ้าที่เข้มงวด

เบรกเกอร์วงจรเป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงที่หลายระบบต้องการ เมื่อปฏิบัติตามคำแนะนำในการเดินสาย มาตรการความปลอดภัย และการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง เบรกเกอร์วงจรเหล่านี้จะช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์มีอายุการใช้งานยาวนาน

สำหรับบุคคลที่ต้องการโซลูชันการป้องกัน DC ที่แข็งแกร่ง ได้รับการรับรองและได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม BENY นำเสนอฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: แผงโซลาร์เซลล์ใช้เบรกเกอร์ชนิดใด?

A: คุณต้องใช้เบรกเกอร์เฉพาะสำหรับการป้องกันแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งโดยทั่วไปคือเบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Circuit Breaker) อย่าใช้เบรกเกอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบมาตรฐานที่บ้าน เพราะไฟฟ้ากระแสตรงจะสร้างอาร์กต่อเนื่องซึ่งดับได้ยากกว่าไฟฟ้ากระแสสลับ เบรกเกอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (เช่น DC) MCBหรือ MCCBs) มีช่องระบายอาร์กและกลไกแม่เหล็กเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อตัดอาร์ก DC แรงดันสูงเหล่านี้อย่างปลอดภัยและป้องกันไฟไหม้

ถาม: ฉันจำเป็นต้องมีเบรกเกอร์ระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และอินเวอร์เตอร์หรือไม่?

A: ใช่. จำเป็นต้องมีเบรกเกอร์แผงโซลาร์เซลล์ (หรือตัวแยก DC) ระหว่าง PV อาร์เรย์และอินเวอร์เตอร์ มีบทบาทสำคัญสองประการ คือ ปกป้องอินพุตของอินเวอร์เตอร์จากไฟกระชากหรือไฟฟ้าลัดวงจร และเป็นจุดตัดการเชื่อมต่อทางกายภาพที่ปลอดภัยสำหรับเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาเพื่อให้บริการระบบโดยไม่ต้องสัมผัสสายไฟที่มีไฟอยู่

ถาม: ควรติดตั้งเบรกเกอร์ไว้ตรงไหนในระบบโซล่าเซลล์?

A: ควรติดตั้งเบรกเกอร์ที่โซนป้องกันที่สำคัญ 3 โซน:

• บอร์ดจ่ายไฟ DC: เพื่อป้องกันโหลด DC เช่น ไฟ LED หรือปั๊ม
• PV กล่องรวม: เพื่อปกป้องสายไฟโซลาร์เซลล์แต่ละเส้นจากกระแสย้อนกลับ
• ธนาคารแบตเตอรี่: ระหว่างแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ (โดยปกติแล้วจะเป็นเบรกเกอร์ที่ใหญ่ที่สุด)