วิธีเลือก SPD ที่เหมาะสมสำหรับกล่องรวมสายไฟ PV

ผมยังจำวันที่ฟ้าผ่าเพียงครั้งเดียวทำลายแผงโซลาร์เซลล์ของเราไปครึ่งหนึ่งได้อยู่เลย
ภายในเวลาเพียงสิบวินาที เราสูญเสียอินเวอร์เตอร์ไปสี่สิบตัว สายเคเบิล DC ยาวหนึ่งไมล์ และกำไรทั้งเดือน

เมื่อก่อน ฉันเคยเลือก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ตามชื่อแบรนด์
ตอนนี้ หลังจากทำงานในวงการนี้มาสิบห้าปี ผมเชื่อถือแค่ตัวเลขสามตัวเท่านั้น — แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุด กระแสไฟกระชาก และเส้นโค้งฟิวส์ความร้อน.

หากทั้งสามอย่างนั้นตรงกับข้อกำหนดของแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ เช่น 1000 V DC, กระแสไฟฟ้าสูงสุด 40 kA และระบบตัดการเชื่อมต่อความร้อนในตัว คุณจะลดความล้มเหลวในภาคสนามได้ถึง 90% และรักษาความสามารถในการขายพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ (PPA) ของคุณไว้ได้

อ่านต่อไป แล้วผมจะแสดงให้คุณเห็นตัวเลขที่ผมใช้โดยละเอียด การทดสอบที่ผมเรียกร้องจากโรงงาน และความผิดพลาดเพียงอย่างเดียวที่ทำให้งบประมาณเสียหายมากกว่าฟ้าผ่าเสียอีก

บทบาทของ SPD ในความปลอดภัยของกล่องรวมสายไฟ PV

ผมเคยเปิดกล่องรวมสายไฟที่ถูกเชื่อมปิดสนิทด้วยกระแสไฟฟ้าสะท้อนกลับขนาด 6 กิโลโวลต์มาแล้วครั้งหนึ่ง

สีทาผนังเกิดการพองตัว แท่งทองแดงหลอมรวมกันเป็นก้อนเดียว และสถานที่ดังกล่าวใช้งานไม่ได้เป็นเวลาหกสัปดาห์
บริษัทประกันภัยบอกว่าเป็น "เหตุสุดวิสัย" แต่ผมบอกว่าเป็น "SPD หายไป"

ตอนนี้ผมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในกล่องรวมสายไฟทุกกล่องแล้วครับ
พวกเขาจำกัดแรงดันไฟกระชากไว้ที่ 1.5 kV รักษามาตรฐานการทนไฟที่ UL 94 V-0 และปล่อยให้อินเวอร์เตอร์ยังคงขายพลังงานต่อไปในขณะที่พายุยังคงโหมกระหน่ำ
นี่เป็นประกันที่ถูกที่สุดเท่าที่ฉันเคยซื้อมาเลย

แรงดันกระชากที่เกิดขึ้นภายในกล่องนั้นทำอะไรได้บ้างกันแน่

สายเคเบิล DC แบบสตริงนั้นโดยพื้นฐานแล้วก็คือเสาอากาศขนาด 200 เมตรนั่นเอง
เมื่อฟ้าผ่าในรัศมีสองกิโลเมตร สายเคเบิลอาจได้รับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 4 กิโลโวลต์
หากไม่มีอุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟรั่ว (SPD) กระแสไฟที่พุ่งสูงขึ้นนั้นจะแล้งผ่านตัวยึดฟิวส์ ทำให้ฟิวส์ขนาด 15 แอมป์ละลาย และกระโดดไปยังผนังตู้
ที่อุณหภูมิ 6,000 องศาเซลเซียส สีจะไหม้เกรียมและกล่องจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดไฟ

ผมยังคงเก็บรูปถ่ายจากสถานที่ไฟไหม้สามแห่งซึ่งในรายงานระบุว่า "เกิดจากประกายไฟจากไฟฟ้า"
หลังจากที่เราเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันความเสียหายจากภัยพิบัติ (SPD) เข้าไปในแบบเดียวกัน รายงานฉบับถัดไประบุเพียงว่า “ไม่มีความเสียหาย”

ฉันปรับขนาด SPD ให้พอดีกับกล่องอย่างไร

หลังจากทดสอบและล้มเหลวมาหลายปี ผมได้ลดขั้นตอนการคัดเลือกให้เหลือเพียงสามปัจจัยหลัก:

แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของระบบ– ต้องมีค่า Voc สูงกว่าค่า Voc ที่อุณหภูมิ −20 °C

กระแสปล่อยประจุที่กำหนด (In)– 20 กิโลแอมป์สำหรับสภาพอากาศอบอุ่น และ 40 กิโลแอมป์สำหรับพื้นที่ชายฝั่งหรือพื้นที่ที่มีฟ้าผ่าบ่อย

ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (ขึ้น)– ควรใช้แรงดันไฟต่ำกว่าพิกัดแรงดันอิมพัลส์ของอินเวอร์เตอร์ (โดยปกติคือ 2 กิโลโวลต์)

ต่อไปนี้คือวิธีที่ตัวเลขเหล่านั้นสอดคล้องกับการใช้งานจริง:

ฉันไม่เคยซื้อ SPD โดยไม่มี กระแสดับอาร์ค DCระบุไว้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์
นั่นหมายความว่ามันสามารถตัดกระแสไฟต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องรอให้รีเลย์ของอินเวอร์เตอร์ทำงาน
ฉันยืนยันในเรื่องนี้ด้วยเช่นกัน รายงานการทดสอบพินกลาง— เป็นการพิสูจน์ว่าโมดูลสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยภายใต้สภาวะความเครียด

ฉันติดตั้งมันไว้ตรงไหน

ผมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) บนราง DIN เดียวกันกับฟิวส์ โดยรักษาระยะความยาวสายไฟให้ต่ำกว่า 30 ซม. และบิดสายคู่เข้าด้วยกันเพื่อลดการเหนี่ยวนำ
ทุกๆ เซนติเมตรที่เพิ่มขึ้น จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าประมาณ 10 โวลต์ ที่อัตรา 1 กิโลแอมป์/ไมโครวินาที ดังนั้น สายไฟที่หย่อนยาว 50 เซนติเมตร อาจทำให้แคลมป์วัดแรงดัน 1.5 กิโลโวลต์ กลายเป็นอันตรายถึงชีวิตที่แรงดัน 2 กิโลโวลต์ได้

ฉันจึงติดตั้งเบรกเกอร์ขนาดเล็ก 3 แอมป์ไว้ข้างๆ
ปัจจุบันมีศูนย์ซ่อมแห่งหนึ่งในรัฐเท็กซัสที่สามารถเปลี่ยน SPD ที่ชำรุดได้ภายในเวลาไม่ถึงสี่นาที
สถานที่ข้างๆ ยังคงต้องปิดทำการอย่างสมบูรณ์ และสูญเสียรายได้จากแสงแดดไปสามชั่วโมง

คำอธิบายเกี่ยวกับพิกัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและระดับการป้องกัน

ผมเคยเชื่อฉลาก "1000 V" SPD โดยไม่ได้ตรวจสอบปัจจัยด้านอุณหภูมิมาก่อน
ความผิดพลาดนั้นทำให้อินเวอร์เตอร์พังไปสองตัว และทำให้ผมเสียค่าใช้จ่ายมากกว่ารถคันแรกของผมเสียอีก

ตอนนี้ผมกำหนดค่า SPD ทุกตัวให้สูงกว่า Voc ในสภาพอากาศหนาวเย็น 20% และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันแคลมป์ของมันต่ำกว่าค่าอิมพัลส์ของอินเวอร์เตอร์อย่างน้อย 30%
กฎสองขั้นตอนดังกล่าวช่วยให้ผมไม่ยื่นเคลมประกันเลยตลอดห้าปีที่ผ่านมา

เหตุใดค่า Voc ที่อุณหภูมิ −20 °C จึงมีความสำคัญ

แรงดันไฟฟ้าของซิลิคอนเพิ่มขึ้น 0.3% ต่อองศาเซลเซียสที่ต่ำกว่า 25 องศาเซลเซียส
สายตัวนำที่วัดค่าแรงดัน 950 โวลต์ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะมีค่าแรงดัน 1,090 โวลต์ที่อุณหภูมิ −20 องศาเซลเซียส
ถ้าค่า Uc ของ SPD ของคุณมีเพียง 1,000 V เท่านั้น มันจะเริ่มรั่วกระแสไฟ ร้อนขึ้น และเสียหายในที่สุด
ฉันได้เรียนรู้บทเรียนนั้นด้วยประสบการณ์อันเจ็บปวดในออนแทรีโอ ที่ซึ่งโมดูลทั้งสิบสองโมดูลดับลงในชั่วข้ามคืน

วิธีอ่านหนังสือ Up, Uc และ In โดยไม่ต้องมีปริญญาเอก

ยูซี– แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สามารถทนได้อย่างต่อเนื่อง

ขึ้น– แรงดันไฟฟ้าที่เหลืออยู่ระหว่างไฟกระชาก

ใน– กระแสไฟฟ้าดังกล่าวสามารถทนได้ถึงสิบห้าครั้งโดยไม่เสียหาย

ฉันเขียนตัวเลขสามตัวนี้ลงบนสติกเกอร์สีเหลืองที่อยู่ด้านในกล่องของเล่นรวมชิ้นทุกกล่อง
ช่างเทคนิคคนไหนก็สามารถตรวจสอบความตรงกันได้ภายในไม่กี่วินาที

กับดักที่ซ่อนอยู่: ความยาวสายเคเบิลหลังอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD)

การหนีบจะเกิดขึ้นที่ขั้วต่อ SPD แต่เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าของคุณจะเห็นเพียงค่าดังกล่าวรวมกับค่าที่สายเคเบิลวัดได้เท่านั้น
ครั้งหนึ่งผมวัดได้ 1.8 kV ที่อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) แต่ได้ 2.4 kV ที่อินเวอร์เตอร์ซึ่งอยู่ห่างออกไป 35 เมตร
ตอนนี้ผมจะเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ตัวที่สองที่อินเวอร์เตอร์ทุกครั้งที่กระแสไฟ DC เกิน 20 เมตร
มีค่าใช้จ่ายประมาณ 42 ดอลลาร์สหรัฐ และช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับอินเวอร์เตอร์มูลค่า 12,000 ดอลลาร์สหรัฐ

SPD ประเภทที่ 1 กับประเภทที่ 2 แตกต่างกันอย่างไร

ซัพพลายเออร์รายหนึ่งเคยส่งชิ้นส่วน "ประเภท 2" สำหรับกล่องที่ติดตั้งบนโครงมาให้ผม
เกิดเหตุการณ์ไม่คาดฝันขึ้นครั้งแรก และรายงานจากบริษัทประกันระบุว่า "ประเภทประกันไม่ถูกต้อง" ทำให้การเรียกร้องค่าสินไหมทดแทนถูกปฏิเสธ

ปัจจุบัน ผมใช้ SPD ประเภท 1 สำหรับกล่องที่ต่อเข้ากับโครงป้องกันฟ้าผ่า และใช้ SPD ประเภท 2 สำหรับกล่องที่อยู่ห่างออกไปมากกว่า 20 เมตร
ความแตกต่างเพียงข้อเดียวนี้จะเป็นตัวตัดสินว่ากระแสไฟกระชากจะลดลงภายนอกหรือจะพุ่งตรงเข้าไปในห้องอินเวอร์เตอร์ของคุณ

คลื่นทดสอบที่สำคัญอย่างแท้จริง

ประเภท 1– ทดสอบด้วยคลื่น 10/350 µs (ประจุ 25 C) ซึ่งจำลองการถูกกระแทกโดยตรง

ประเภท 2– ทดสอบด้วยคลื่น 8/20 µs ซึ่งจำลองกระแสไฟกระชากที่เกิดขึ้น

ฉันแนบรูปคลื่นทั้งสองแบบลงในใบสั่งซื้อทุกใบ
ครั้งหนึ่งซัพพลายเออร์รายหนึ่งพยายามขายชิ้นส่วน "ประเภท 1+2" ให้ผม โดยระบุเพียงการทดสอบ 8/20 µs เท่านั้น
ฉันปฏิเสธสินค้าล็อตนั้นก่อนที่จะถึงด่านศุลกากร

ช่องว่างต้นทุนในสกุลเงินดอลลาร์ที่แท้จริง

สำหรับโรงไฟฟ้าขนาด 200 เมกะวัตต์ ค่าใช้จ่ายจะแตกต่างกันถึง 64,000 ดอลลาร์สหรัฐ แต่หากอินเวอร์เตอร์เสียเพียงชุดเดียว ค่าใช้จ่ายจะสูงถึง 120,000 ดอลลาร์สหรัฐ
ทางออกที่ผมเสนอ: ใช้แบบที่ 1 กับตัวรวมตัวแรกของแต่ละแถว และใช้แบบที่ 2 กับส่วนที่เหลือ
ช่วยประหยัดงบประมาณได้ 42% และยังสร้างความพึงพอใจให้กับบริษัทประกันภัยทุกแห่ง

วิธีสังเกตรถไฮบริดปลอม

ฉลากบางอันเขียนว่า “T1+T2” แต่ข้างในมันก็แค่ตัวต้านทานปรับค่าได้ (varistor) ขนาด 40 kA 8/20 µs เท่านั้น
ฉันตรวจสอบเสมอ อิมพและ พลังงานจำเพาะ (MJ)ค่าต่างๆ ที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะ
ถ้าพวกเขาหายไป ฉันก็จะเดินจากไป
จากนั้น ผมจึงตรวจสอบหมายเลขไฟล์ UL 1449 ทางออนไลน์ในขณะที่พนักงานขายยังพูดอยู่

คำแนะนำในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากพลังงานแสงอาทิตย์

ผมเคยสลับสายและโหลดในอุปกรณ์ SPD ตัวใหม่ แล้วเห็นตัวต้านทานปรับค่าได้กระโดดข้ามตู้ไป
เสียงดังสนั่นจนยามทำกาแฟหล่น

ตอนนี้ผมใช้สายทองแดงตีเกลียวขนาด 10 AWG ต่อกับอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ทุกตัว โดยจำกัดพื้นที่หน้าตัดของวงจรให้ต่ำกว่า 5 ตารางเซนติเมตร และเพิ่มเบรกเกอร์ DIN ขนาด 32 แอมป์ เพื่อให้ทีมงานสามารถเปลี่ยนเบรกเกอร์ได้ขณะที่เครื่องยังทำงานอยู่
นิสัยเหล่านี้ช่วยลดเวลาซ่อมแซมโดยเฉลี่ยของเราเหลือเพียงแปดนาที

ผมสอนวิธีการประกอบทีละขั้นตอนให้กับลูกศิษย์ทุกคน

1ปิดวงจรด้วยสวิตช์ DC แล้วรอจนกว่า Voc จะต่ำกว่า 50 V

2ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ไว้ข้างๆ ฟิวส์ โดยให้ขั้วอินพุตอยู่ด้านบน

3ลอกฉนวนออกเพียง 6 มม. เท่านั้น โดยเว้นช่องว่างอากาศไว้

4ขันให้แน่นด้วยแรงบิด 1.2 นิวตันเมตร — หากขันน็อตหลวม จะทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้น 50 องศาเซลเซียส

5เพิ่มเบรกเกอร์ขนาด 32 A ที่มีป้ายกำกับ ตัวแยก SPDเป็นภาษาอังกฤษและภาษาสเปน

ฉันถ่ายรูปข้อต่อทุกจุดแล้วอัปโหลดไปยังโฟลเดอร์บนคลาวด์ของเรา
เมื่อบริษัทประกันขอหลักฐาน ผมจะส่งลิงก์ให้ก่อนพักเที่ยง

เคล็ดลับการต่อสายดินที่ไม่มีใครจดบันทึกไว้

ต่อสายไฟสีเขียวเหลืองขนาด 6 มม.² จากสายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ไปยังแท่งสายดินของกล่องโดยตรง
ห้ามต่อพ่วงอุปกรณ์อื่นแบบอนุกรมเด็ดขาด เพราะจะเพิ่มความต้านทาน 0.5 โอห์ม และทำให้แรงดันไฟเกินพิกัดเพิ่มขึ้น 500 โวลต์ ที่กระแส 1 กิโลแอมป์
ผมได้ตรวจสอบยืนยันเรื่องนี้ด้วยออสซิโลสโคป 50 MHz แล้ว ตัวเลขที่ได้นั้นถูกต้องแม่นยำ

เครื่องมือที่ผมเก็บไว้ในรถบรรทุก

หลังจากเสร็จงานแต่ละครั้ง ผมจะสแกนคิวอาร์โค้ดของ SPD และบันทึกวันที่ลงไป
แอปจะแจ้งเตือนให้ฉันตรวจสอบอีกครั้งในปีที่สอง
นับตั้งแต่ฉันเริ่มทำกิจวัตรนั้น เราก็มี... ไม่มีความล้มเหลวที่คาดไม่ถึงเลย.

บทสรุป

เลือกที่นอนที่เหมาะสมเพียงครั้งเดียว คุณก็จะนอนหลับได้สนิทแม้ในพายุทุกครั้ง
โปรดแจ้งค่าแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์และตำแหน่งที่ตั้ง —
ฉันจะจัดหาอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ตรงกับความต้องการของคุณอย่างแน่นอน ก่อนที่พายุฝนฟ้าคะนองลูกต่อไปจะก่อตัวขึ้น