เหตุใดสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์จึงขาดไม่ได้สำหรับโครงการ PV ในต่างประเทศ

เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องทั่วโลก โครงการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) จึงจำเป็นต้องมีมาตรฐานความปลอดภัยที่สูงขึ้น ส่วนประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งคือสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์ บทความนี้จะอธิบายว่าทำไมโครงการ PV ในต่างประเทศถึงไม่สามารถทำได้หากไม่มีสิ่งนี้

1. บทบาททำอะไรสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์เล่นในโครงการ PV หรือไม่?

สวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยที่จะตัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ออกจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV ด้วยตนเอง ช่วยให้สามารถแยกพลังงาน DC ที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างปลอดภัย

ความปลอดภัยสำหรับผู้ติดตั้งและบุคลากรซ่อมบำรุง

แผงโซลาร์เซลล์จะผลิตกระแสไฟฟ้าทุกครั้งที่ถูกแสงแดด พวกเขาสามารถผลิตไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงได้แม้ในขณะที่กริดปิดอยู่ สวิตช์แยกกระแสไฟช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยบนระบบโดยไม่มีอันตรายจากไฟฟ้า สายไฟ PV สามารถแสดงแรงดันไฟฟ้าเมื่อใดก็ตามที่มีแสงสว่าง แม้ว่าอินเวอร์เตอร์จะไม่ผลิตเอาต์พุต AC ก็ตาม

การป้องกันอัคคีภัย

การเดินสายไฟผิดพลาดหรือความล้มเหลวของส่วนประกอบอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ทางไฟฟ้าได้ สวิตช์แยกกระแสไฟที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสมจะช่วยตัดไฟในกรณีฉุกเฉิน และลดความเสี่ยงจากไฟไหม้

การปฏิบัติตามมาตรฐานไฟฟ้า

ประเทศส่วนใหญ่บังคับใช้การใช้สวิตช์แยกกระแสไฟในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้สอดคล้องกับกฎระเบียบด้านความปลอดภัย ซึ่งรวมถึง IEC 60947, NEC Article 690 ในสหรัฐอเมริกา และ AS/NZS 5033 ในออสเตรเลีย มาตรฐานออสเตรเลีย AS/NZS 5033 กำหนดให้ติดตั้งสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา สำหรับโครงการระหว่างประเทศ การแยก DC มักจะถูกระบุและตรวจสอบภายในกระบวนการออกแบบและเอกสารที่สอดคล้องกับ IEC/EN พื้นฐานทั่วไปคือการใช้ตัวตัดการเชื่อมต่อสวิตช์ที่เป็นไปตาม IEC/EN 60947-3

การบำรุงรักษาระบบและการแก้ไขปัญหา

การแยกส่วนต่างๆ ของระบบช่วยให้วินิจฉัยและซ่อมแซมได้ง่ายขึ้น โดยไม่ต้องปิดอาร์เรย์ PV ทั้งหมด ตัวแยกกระแสไฟฟ้าเฉพาะที่สนับสนุนขั้นตอนที่ทำซ้ำได้ ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจ ขั้วต่อเสียหาย หรือเหตุการณ์การสลับที่จุดที่ไม่เหมาะสมในวงจร

สถานที่ติดตั้ง

สวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์มักจะตั้งอยู่ใกล้กับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาและใกล้กับปลาย DC ของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งหมายความว่าแผงสามารถถอดออกได้ทั้งบนพื้นและบนหลังคา ควรติดตั้งสวิตช์แยกอินเวอร์เตอร์ที่ด้าน DC ของระบบสุริยะ โดยเฉพาะระหว่างอาร์เรย์ PV และอินเวอร์เตอร์

2. ความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่โดยไม่มีสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์

หากไม่มีจุดแยกที่เชื่อถือได้ ช่างเทคนิคก็มีแนวโน้มที่จะด้นสดมากขึ้น แนวทางปฏิบัติที่ไม่ปลอดภัยทั่วไป ได้แก่:

การตัดการเชื่อมต่อขั้วต่อ DC ภายใต้โหลด

หากไม่มีการแยกอย่างเหมาะสม ช่างเทคนิคอาจดึงขั้วต่อ DC ออกจากกันในขณะที่วงจรยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่ สิ่งนี้จะเพิ่มความเสี่ยงต่ออาร์คและอาจสร้างความล้มเหลวแฝงซึ่งจะแสดงเป็นข้อต่อร้อนและตัวเชื่อมต่อที่เสียหายในภายหลัง

อาศัยการปิดระบบระยะไกลเท่านั้น

การปิดระบบระยะไกลไม่ได้สร้างการหยุดภายในเครื่องที่มองเห็นได้ หากไม่มีจุดเปิดที่กำหนดไว้ พนักงานไม่สามารถยืนยันได้ว่าวงจรถูกตัดพลังงานอย่างแท้จริงก่อนเริ่มทำงาน

ความแตกต่างระหว่าง "ปิด" และ "โดดเดี่ยว"

เมื่ออินเวอร์เตอร์ถูกปิดใช้งานหรือไม่ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะยังคงปรากฏอยู่จากอาเรย์ นี่ไม่ใช่เงื่อนไขที่ปลอดภัยสำหรับการเปิดเทอร์มินัล ในทางตรงกันข้าม เมื่อวงจรไฟฟ้ากระแสตรงถูกเปิดที่ตัวแยกกระแสไฟแบบ PV จะมีจุดเปิดที่กำหนดไว้ในตำแหน่งที่ทราบ ซึ่งสนับสนุนขั้นตอนการบำรุงรักษาที่มีการควบคุมหลังการตรวจสอบ

อันตรายจากการอาร์คไฟฟ้ากระแสตรง

กระแสไฟ AC จะไหลผ่านจุดศูนย์ตามธรรมชาติ ทำให้ส่วนโค้งดับได้ง่ายขึ้น กระแสไฟตรงต่อเนื่อง ทำให้เกิดส่วนโค้งที่ต่อเนื่องและเป็นอันตรายเมื่อตัดการเชื่อมต่อ สวิตช์ AC มาตรฐานขาดกลไกการอาร์คพิเศษที่จำเป็นสำหรับไฟ DC การใช้พวกมันในระบบสุริยะอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินอย่างรุนแรง การละลาย และอันตรายจากไฟไหม้ร้ายแรง

ความเสี่ยงจากตัวแยกคุณภาพต่ำ

ตัวแยกคุณภาพต่ำอาจเคลื่อนที่โดยไม่จำเป็น การกัดกร่อน โดยเฉพาะในพื้นที่ชายฝั่งทะเล อาจทำให้เกิดความล้มเหลวในสวิตช์ได้ การสึกหรอของกลไกจากการเปลี่ยนบ่อยครั้งอาจทำให้หน้าสัมผัสเสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป การสัมผัสความชื้นและสารเคมีอาจทำให้ฉนวนเสียหายได้ และทำให้ฉนวนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น การติดตั้งที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้เกิดเพลิงไหม้ทางไฟฟ้าหรือระบบขัดข้อง

สถานการณ์ฉุกเฉิน

เหตุฉุกเฉินสร้างความกดดันด้านเวลาและข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์แบบ จุดแยกที่เข้าถึงได้ในพื้นที่ช่วยให้ผู้เผชิญเหตุและบุคลากรของไซต์งานสามารถสร้างขอบเขตที่กำหนดได้โดยไม่ต้องเดาว่าตัวนำใดที่ยังคงมีกระแสไฟอยู่

3. วิธีเลือกสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์ที่เชื่อถือได้สำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก

เมื่อเลือกสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับโครงการ PV ในต่างประเทศ วิศวกรควรพิจารณาเกณฑ์ต่อไปนี้:

พิกัดแรงดันและกระแส

สวิตช์ต้องตรงกันหรือเกินแรงดันและกระแสสูงสุดของระบบ วิศวกรควรคำนวณ Voc เย็นกรณีที่แย่ที่สุด (แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด) และพื้นฐานกระแสต่อเนื่อง รวมถึงการบวกของกระแสสตริงขนาน

การป้องกันอาร์ค PV DC

ส่วนโค้ง DC นั้นดับยากกว่าส่วนโค้ง AC สวิตช์ควรมีความสามารถในการดับส่วนโค้งที่เหมาะสม สวิตช์แยกกระแสไฟตรงที่เหมาะสำหรับ PV ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดวงจรอย่างรวดเร็วและจัดการส่วนโค้งที่ประกอบเป็นหน้าสัมผัสแยกจากกัน “การแตกหักอย่างปลอดภัย” คือการรวมกันของช่องว่างหน้าสัมผัส ระยะห่างของฉนวน ความเร็วในการสลับทางกล และการควบคุมส่วนโค้ง

ทนต่อสภาพอากาศและระดับ IP

สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร แนะนำให้ใช้การป้องกันน้ำเข้า IP65 หรือสูงกว่า ระดับ IP66 มีความสำคัญต่อการป้องกันฝุ่นและน้ำ การติดตั้ง PV ภายนอกอาคารยังทำให้เกิดความเครียดจากรังสี UV และความร้อน ดังนั้นวัสดุตู้จึงต้องทนต่อการสัมผัสเป็นเวลานานและอุณหภูมิสูง

การรับรองและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

มองหาการปฏิบัติตาม IEC, UL, TÜV หรือมาตรฐานระดับภูมิภาคอื่นๆ สำหรับโครงการระดับนานาชาติ ให้ใช้ตัวตัดการเชื่อมต่อสวิตช์ที่เป็นไปตาม IEC/EN 60947-3 การปฏิบัติตามข้อกำหนดทำได้โดยการเลือกพร้อมเอกสารประกอบและการตรวจสอบยืนยัน ไม่สามารถทำได้โดยการติดตั้งสวิตช์ที่ไม่ระบุ

การกำหนดค่าเสา

วิศวกรควรพิจารณาขั้วเดี่ยว (สำหรับตัวนำหนึ่งตัว) หรือสองขั้ว (สำหรับสาย DC บวกและลบ) ขอแนะนำให้ถอดตัวนำ DC ทั้งสองออก เพื่อให้ทีมงานบำรุงรักษาไม่มีความคลุมเครือเกี่ยวกับขอบเขต

ตำแหน่งปิดที่ล็อคได้

ตำแหน่งปิดที่ล็อคได้รองรับขั้นตอนการแยกการบำรุงรักษา เมื่อสวิตช์อยู่ในตำแหน่ง OFF จะเปิดวงจรและให้ฉนวนและการแยกที่เพียงพอสำหรับการแยกเมื่อใช้ภายในสภาวะที่กำหนด

ล้างสัญญาณเปิด/ปิด

กลไกการสลับเชิงบวกพร้อมตัวบ่งชี้เปิด/ปิดที่ชัดเจนช่วยให้ช่างเทคนิคตรวจสอบสถานะสวิตช์ได้

รายการตรวจสอบการเลือกคีย์

• การให้คะแนน: Cold Voc ที่แย่ที่สุด พื้นฐานกระแสต่อเนื่อง และผลรวมกระแสสตริงขนานใดๆ

• หมวดหมู่: การจำแนกหน้าที่ PV DC ที่เหมาะสมสำหรับวงจร

• การจัดวาง: ตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงได้ใกล้กับอินเวอร์เตอร์โดยมีขอบเขตการแยกที่จัดทำเป็นเอกสาร

• การสิ้นสุด: ช่วงตัวนำ ปลอก/ตัวเชื่อม ค่าแรงบิด การตรวจสอบการทดสอบการทำงาน

• สภาพแวดล้อม: ระดับ IP, ความต้านทานรังสียูวี, ช่วงอุณหภูมิ, การปิดผนึกและวิธีการติดตั้ง

• เอกสารประกอบ: การแมปแผนภาพบรรทัดเดียว (SLD) ป้ายกำกับ บันทึกการทดสอบการใช้งาน และบันทึกขั้นตอนการบำรุงรักษา

การตรวจสอบและบำรุงรักษา

ควรตรวจสอบสวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์อย่างน้อยปีละครั้ง การบำรุงรักษามุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบความเสียหายจากความร้อน ความชื้น และความสมบูรณ์ทางกายภาพของตัวเครื่อง ช่างเทคนิคควรทดสอบการทำงานทางกลของด้ามจับเพื่อให้แน่ใจว่าไม่เปราะหรือติดขัด

4. สรุป

สวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนเล็กๆ แต่สำคัญของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัย การปฏิบัติตามกฎระเบียบ และประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน

วงจร PV สามารถคงพลังงานไว้ได้ภายใต้แสงสว่าง การสลับกระแสตรงจำเป็นต้องมีการควบคุมส่วนโค้งที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ สวิตช์แยกพลังงานแสงอาทิตย์ระดับ PV ช่วยให้วิศวกรและทีมบริการมีขอบเขตที่กำหนดว่าพวกเขาสามารถใช้งาน ล็อค และตรวจสอบได้

โดยทั่วไปโครงการ PV ในต่างประเทศจะมีการระบุและตรวจสอบตามความคาดหวังของ IEC และ EN อุปกรณ์แยกส่วนต้องเหมาะสมกับหน้าที่ PV DC ได้รับการจัดอันดับอย่างถูกต้องสำหรับระบบ และติดตั้งเพื่อให้ช่างเทคนิคสามารถใช้งาน ตรวจสอบสถานะเปิด และล็อคอุปกรณ์เมื่อจำเป็น