ระบบป้องกันฟ้าผ่าระดับระบบสำหรับแผงโซลาร์เซลล์: เหตุใดอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าระดับระบบจึงมีความสำคัญ

ผมจะไม่มีวันลืมวันที่ฟ้าผ่าเพียงครั้งเดียวทำลายเงินสำรองที่สะสมไว้หกเดือนของโรงไฟฟ้าขนาด 5 เมกะวัตต์ในรัฐแอริโซนา ฟ้าผ่าครั้งเดียวทำลายอินเวอร์เตอร์ไป 42 ตัว และโบนัสไตรมาสที่ 4 ของเราก็หายไปด้วย เหตุการณ์นั้นเปลี่ยนวิธีการออกแบบโรงไฟฟ้าทุกแห่งของผมไปเลย

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เป็นวิธีเดียวที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่าในการป้องกันพลังงานจากฟ้าผ่าไม่ให้ไหลผ่านสายไฟ DC และกล่องรวมสายไฟ ACตอนนี้ผมติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ที่ปลายทั้งสองด้านของสายเคเบิลทุกเส้นแล้ว ตั้งแต่นั้นมา จำนวนการเคลมประกันของผมก็ลดลงเหลือศูนย์

หากคุณจัดการระบบโซลาร์เซลล์ขนาดมากกว่า 500 กิโลวัตต์ โปรดอ่านต่อ ผมจะแสดงให้คุณเห็นวิธีการเลือก ติดตั้ง และซื้ออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) อย่างละเอียด เพื่อให้เหตุการณ์ไฟกระชากกลายเป็นเรื่องไร้ผลกระทบ

 สป.ด. ไม่ใช่อุปกรณ์แบบสแตนด์อะโลนใน ระบบ PV LPS

เมื่อก่อนผมเคยคิดว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ก็เหมือนฟิวส์ธรรมดาๆ แค่เสียบเข้าไป ขันน็อตให้แน่น แล้วก็จบ แต่ความคิดนั้นเปลี่ยนไปหลังจากฟ้าผ่าลงมาตรงๆ ไฟกระโดดข้ามอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก "แยก" สามตัวไป และยังทำให้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ตรวจสอบของผมพังอีกด้วย ความล้มเหลวครั้งนั้นเปลี่ยนความคิดผมไปตลอดกาล

SPD เป็นเพียงส่วนประกอบหนึ่งในระบบที่สมบูรณ์ ระบบป้องกันฟ้าผ่า (LPS).โครงสร้างนี้ต้องทำงานร่วมกับการเชื่อมต่อ การป้องกัน และการต่อลงดิน เพื่อให้โครงสร้างทั้งหมดขึ้นและลงพร้อมกันในระหว่างที่เกิดไฟกระชาก นี่ไม่ใช่ทฤษฎี แต่เป็นความจริงที่เกิดขึ้นจริงในภาคสนาม

เหตุใดแนวคิด “SPD แบบเดี่ยว” จึงล้มเหลว

ฟ้าผ่าไม่สนใจข้อมูลจำเพาะในเอกสารผลิตภัณฑ์หรอก มันไหลตามเส้นทางความต้านทานต่างหาก เมื่อผมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (SPD) ขนาด 1,000 โวลต์ในกล่องพลาสติกที่ไม่มีแผ่นโลหะด้านหลัง ฟ้าผ่าก็จะแลคไปที่สกรูตัวที่ใกล้ที่สุดแล้วไหลไปยังอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบหลายจุด (MLPE) ของผม อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าทำงานได้อย่างถูกต้อง แต่... ระบบล้มเหลวเนื่องจากตัวเครื่องมีแรงดันไฟฟ้าลอยตัวที่ 40 kV เป็นเวลา 3 µs

นี่คือสิ่งที่ผมยืนยันในทุกโครงการนับจากนี้ไป:

1. กล่องโลหะต้องต่อลงดินกับแท่งกราวด์เดียวกับอินเวอร์เตอร์

2. ความยาวของสายนำไฟฟ้าทั้งบนพื้นดินและใต้ดินต้องน้อยกว่า 0.5 เมตร

3. ใช้สายทองแดงเปลือยขนาด 6 AWG ร้อยเป็นวงแหวนเพื่อเชื่อมต่อโครงโมดูลแต่ละอัน

ขั้นตอนเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายต่ำกว่า 12 ดอลลาร์ต่อข้อความ แต่ช่วยลดข้อความแทรกในเว็บไซต์ของฉันได้ถึง 80%

ห่วงโซ่สี่ส่วนที่ผู้ตรวจสอบทุกคนอยากเห็น

ฉันตรวจสอบสี่รายการก่อนที่บริษัทสาธารณูปโภคจะตัดการเชื่อมต่อ:

1. สถานีขนส่งทางอากาศที่อยู่เหนือเครื่องติดตามระดับสูงสุด

2. สายดินต่อลงกราวด์ 5 โอห์ม

3. การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าเท่ากันของส่วนประกอบโลหะทุกชิ้น

4. อุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) สำหรับสายไฟ DC, AC และสายสัญญาณ โดยแต่ละตัวมีระบบตัดการเชื่อมต่อเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน และมีมาตรฐาน IP66

ถ้าพลาดแม้แต่ขั้นตอนเดียว คุณจะโดนตำหนิ ตอนนี้ฉันเลยถ่ายรูปทุกขั้นตอนแล้วแนบไปกับแฟ้มเอกสารการบำรุงรักษาและการปฏิบัติงาน ธนาคารชอบเอกสารพวกนี้มาก และเงื่อนไขการชำระเงินของฉันก็ลดลงจาก 60 วันเหลือ 21 วัน

วิธีเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ

เมื่อเดือนมิถุนายนปีที่แล้ว ซัพพลายเออร์รายหนึ่งแนะนำให้ผมใช้อินเวอร์เตอร์ 600 โวลต์แบบ "ราคาถูกและใช้งานได้ดี" สำหรับระบบไฟ 1,000 โวลต์ สองสัปดาห์ต่อมา การประท้วงหยุดงานในบริเวณใกล้เคียงทำให้ MOV เสียหาย และการรับประกันอินเวอร์เตอร์ก็เป็นโมฆะ ผมจึงต้องรับความเสียหายเองและจัดทำรายการตรวจสอบนี้ขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้เหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นอีก

ฉันจับคู่ค่าสามค่ากับทุกไซต์ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุด กระแสไฟฟ้าลัดวงจร และระดับการได้รับฟ้าผ่าจากนั้นผมจะเลือก SPD ที่มีค่า Uc สูงกว่า Voc อย่างน้อย 20% และค่า Iimp 12.5 kA (10/350 µs) หรือสูงกว่า

พิกัดแรงดันไฟฟ้า: กฎ 1,200 โวลต์

ผมวัดค่า Voc ในเช้าวันที่หนาวที่สุดของปีแล้วบวกเพิ่มอีก 20% ที่เดนเวอร์ ผลลัพธ์ที่ได้คือ 1,080 V ดังนั้นผมจึงเปลี่ยนไปใช้ SPD ขนาด 1,200 V การประหยัดเงิน 4 ดอลลาร์โดยเลือกใช้ 1,000 V นั้นไม่คุ้มค่า เพราะความเสียหายเพียงครั้งเดียวมีค่าใช้จ่ายมากกว่า SPD ถึง 500 ตัว

การจัดอันดับปัจจุบัน: เหตุใด 6.25 กิโลแอมป์จึงไม่เพียงพอสำหรับฟาร์มขนาดใหญ่

มาตรฐาน NEC 690 ต้องการกระแสเพียง 6.25 kA (8/20 µs) แต่ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่จะประสบกับเหตุการณ์หลายจังหวะ ผมปรับขนาด Iimp โดยใช้ตารางนี้:

การเพิ่มพิกัดกำลังเป็นสองเท่าจะเพิ่มค่าใช้จ่ายประมาณ 9 ดอลลาร์ต่อหน่วย แต่บริษัทประกันของผมลดเบี้ยประกันลง 15% ส่วนลดเพียงเล็กน้อยนี้ก็ครอบคลุมค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) สำหรับไซต์งานขนาด 6 เมกะวัตต์แล้ว

การตัดการเชื่อมต่อความร้อนและการส่งสัญญาณระยะไกล

ผมเคยสูญเสียเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 75 กิโลวัตต์ไปเพราะ MOV ร้อนจัดและเกิดไฟไหม้ ตอนนี้ผมจึงซื้อแต่ SPD ที่มีระบบตัดไฟอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิสูงเกินกำหนดและมีสัญญาณเตือนแบบหน้าสัมผัสแห้งเท่านั้น ผมต่อสายเข้ากับ SCADA เพื่อให้ทีมงานได้รับการแจ้งเตือนก่อนที่กลิ่นพลาสติกไหม้จะลอยไปถึงเพื่อนบ้าน

จุดสำคัญในการติดตั้ง SPD เพื่อให้ได้ PV LPS ที่เชื่อถือได้

ฉันเคยเห็นลูกเรือกลุ่มหนึ่งติดตั้ง SPD บนเรือ ประตูของตู้อินเวอร์เตอร์ สายไฟยาว 1 เมตรทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศ และฟ้าผ่าก็ยังคงเข้าไปในระบบไฟ DC อยู่ดี สุดท้ายผมต้องทำการเดินสายไฟใหม่ทั้งไซต์งานด้วยค่าใช้จ่ายของตัวเอง และเขียนกฎเหล่านี้ขึ้นมาเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์ซ้ำรอย

ควรต่อสายไฟให้มีความยาวไม่เกิน 0.5 เมตร บิดสายดินและสายดินเข้าด้วยกัน และติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) บนแผ่นโลหะเดียวกันกับอินเวอร์เตอร์วิธีนี้ช่วยรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านได้ให้ต่ำกว่า 600 โวลต์ ซึ่งปลอดภัยสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้แรงดันไฟฟ้า 1,200 โวลต์

ทำเลที่ตั้ง ทำเลที่ตั้ง ทำเลที่ตั้ง

ผมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) สำหรับไฟกระแสตรงไว้ในกล่องรวมสายไฟ ไม่ใช่ที่อินเวอร์เตอร์ วิธีนี้ช่วยลดความยาวสายไฟเหลือเพียง 25 เซนติเมตร ส่วนด้านไฟกระแสสลับ ผมติดตั้ง SPD ในแผงตัดโหลดทันทีหลังเบรกเกอร์หลัก เพื่อป้องกันทั้งอินเวอร์เตอร์และมิเตอร์วัดไฟ

เรขาคณิตการต่อสายดินที่ได้ผลจริง

ต่อสายดินของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) เข้ากับแท่งทองแดงเดียวกันกับตัวเครื่องอินเวอร์เตอร์ ใช้สายไฟขนาด 16 มม.² ขันให้แน่นด้วยแรงบิด 20 นิวตันเมตร จากนั้นต่อสายทองแดงเปลือยขนาด 50 มม.² ตรงไปยังแท่งดิน ความต้านทานจาก SPD ไปยังดินต้องน้อยกว่า 0.1 โอห์ม

ฉันถ่ายรูปค่าที่อ่านได้จากไมโครโอห์มมิเตอร์—มันช่วยยุติข้อโต้แย้งกับวิศวกรที่จู้จี้จุกจิกได้

การซีลกันน้ำและกันรังสียูวี

ในอินเดียที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส อุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วระดับ IP20 กลับเหลืองและแตกภายในหกเดือน ตอนนี้ผมจึงระบุให้ใช้กล่องหุ้มระดับ IP66 และข้อต่อที่ทนต่อรังสียูวี ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเพียง 3 ดอลลาร์ต่อหน่วยนั้นถูกกว่าการจ้างเฮลิคอปเตอร์ไปส่งที่ไซต์งานในทะเลทรายเสียอีก

เวลาติดตั้งทั้งหมดน้อยกว่าหกนาทีต่อสาย ดังนั้นค่าแรงจึงต่ำกว่า 4 ดอลลาร์ ซึ่งทำให้ราคาเสนอ EPC ของผมเหมาะสมและผู้จัดการโครงการของผมก็พอใจ

ประเภทและพิกัดของอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต (SPD) ที่แนะนำสำหรับระบบ PV

ฉันติดกระดาษจดบันทึกย่อเล็กๆ ไว้ในล็อกเกอร์ มันช่วยป้องกันไม่ให้ฉันคิดมากเกินไปเวลาที่พนักงานขายเอาโบรชัวร์มันวาวมาให้ดู

สำหรับชุดแผงโซลาร์เซลล์ที่มีแรงดัน ≤ 1,500 V ผมกำหนดให้ใช้ Type 1+2, 1,200 V Uc, 50 kA Iimp, IP66 พร้อมระบบตัดการเชื่อมต่อเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน
สำหรับไฟ AC 480 V ผมใช้ Uc 600 V ที่มี Imax 100 kA เพราะไฟเลี้ยงจากระบบสาธารณะค่อนข้างแรง

รายชื่อรุ่นที่ผ่านการทดสอบภาคสนามแล้วของฉัน

ผมสต็อกรุ่น 50 kA ไว้สำหรับงาน 90% ถ้าไซต์งานอยู่ชายฝั่งฟลอริดา ผมจะเลือกใช้รุ่น 100 kA ระยะเวลานำส่งจากโรงงานของผมคือ 12 วัน และทุกชิ้นจะจัดส่งพร้อมรายงานการทดสอบและใบรับรอง UL 1449 CB เอกสารเหล่านั้นผ่านด่านศุลกากรในฮัมบูร์ก ลอสแอนเจลิส และมุมไบได้โดยไม่มีปัญหาเพิ่มเติม

หมายเลขชิ้นส่วนแบบกำหนดเองสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมรายใหญ่

เมื่อบริษัท EPC จากเยอรมนีต้องการรุ่น 1,500 V ที่มีสายไฟ MC4 ต่อไว้ล่วงหน้า เราจึงผลิตให้เสร็จภายในเจ็ดวัน เราเพิ่มหมายเลขซีเรียลบาร์โค้ดเพื่อให้พวกเขาสามารถสแกนแต่ละหน่วยลงใน SAP ได้ จำนวนสั่งซื้อขั้นต่ำเพียง 200 ชิ้น และราคาส่วนเพิ่มเพียง 1.20 ดอลลาร์ พวกเขาประหยัดค่าแรงภาคสนามได้ถึง 8,000 ดอลลาร์ ดังนั้นงานสั่งทำพิเศษนี้จึงคุ้มทุนตั้งแต่การจัดส่งครั้งแรก

หาซื้ออุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว (SPD) ที่เชื่อถือได้สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ได้ที่ไหน

ฉันเคยซื้อสินค้าจากพ่อค้าในเซินเจิ้นที่สัญญาว่าจะส่งใบรับรอง UL ให้พรุ่งนี้ แต่ใบรับรองนั้นไม่เคยมาถึง และตู้คอนเทนเนอร์ของฉันก็ค้างอยู่ที่โอ๊คแลนด์เป็นเวลาห้าสัปดาห์ ตอนนี้ฉันจึงสั่งซื้อโดยตรงจากโรงงาน และชีวิตก็ง่ายขึ้นมาก

ผมซื้อ SPD โดยตรงจากโรงงาน Leikexing ในเมืองเหวินโจวพวกเขามีเอกสารรับรอง UL ดำเนินการทดสอบการเสื่อมสภาพ 100% และเสนอการจัดส่งแบบ EXW หรือ DDP ฉันได้รับประกัน 24 เดือนและชุดอะไหล่สำรอง 2% ในทุกการสั่งซื้อ

เหตุผลที่ฉันไม่เลือกใช้ Alibaba สำหรับการสั่งซื้อสินค้าจำนวนมาก

Alibaba เหมาะสำหรับส่งตัวอย่างสินค้า แต่ไม่เหมาะสำหรับคำสั่งซื้อจำนวน 80,000 ดอลลาร์ ผมจึงบินไปเหวินโจว ตรวจสอบโรงงานขนาด 2,000 ตารางเมตร พบกับฝ่ายควบคุมคุณภาพ และเซ็นสัญญาหลัก การเดินทางไปกลับราคา 900 ดอลลาร์ครั้งนั้นรับประกันการจัดหาสินค้าที่เชื่อถือได้และราคาคงที่นาน 18 เดือน

เงื่อนไขการชำระเงินที่ปกป้องทั้งสองฝ่าย

ผมทำงานโดยวางเงินดาวน์ 30% และชำระส่วนที่เหลือ 70% เมื่อได้รับใบตราส่งสินค้า หลังจากสั่งซื้อครั้งที่สอง พวกเขาก็อนุมัติเงื่อนไข สำหรับเรื่องเครดิต พวกเขาเปิดให้สูงสุดถึง 1 ล้านดอลลาร์ เมื่อยอดขายต่อปีเกิน 200,000 ดอลลาร์ โดยมีอัตราดอกเบี้ยครึ่งหนึ่งของธนาคารที่ผมใช้บริการอยู่

ตัวเลือกด้านโลจิสติกส์ที่ฉันใช้

สำหรับงานในเท็กซัส ผมจองขนส่งแบบเต็มตู้คอนเทนเนอร์ (FCL) ไปยังฮิวสตัน ส่วนลูกค้าชาวเยอรมัน ผมเลือกใช้รถไฟไปยังดุยส์บูร์ก และผ่านพิธีการศุลกากรของสหภาพยุโรปภายในไม่กี่ชั่วโมง ไม่ว่าจะเลือกวิธีใด ทีมขนส่งจะส่งข้อมูลการติดตาม GPS และเอกสารการผ่านพิธีการศุลกากรมาให้ผมก่อนที่ตู้คอนเทนเนอร์จะมาถึง ผมส่งต่อข้อมูลนั้นให้ลูกค้า และผมก็ดูเหมือนฮีโร่โดยไม่ต้องแตะต้องพาเลทเลยสักอัน

บทสรุป

อย่ารอให้เกิดพายุลูกต่อไปแล้วค่อยตัดสินใจเรื่องงบประมาณในการบำรุงรักษา
ติดต่อ ไลเค็กซิงสำหรับราคา OEM ตัวอย่าง 1,500 V หรือใบเสนอราคา PV SPD ฉบับเต็ม
อีเมลเพียงฉบับเดียวอาจช่วยประหยัดเงินให้กับเว็บไซต์ของคุณได้ถึง 20,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ จากเหตุการณ์ฟ้าผ่าครั้งต่อไป—มาทำให้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณสร้างรายได้ต่อไป ไม่ใช่เผาไหม้ไปเสียเปล่า

คำถามที่พบบ่อย

1. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร?

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยปกป้องระบบพลังงานแสงอาทิตย์จากแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะที่เกิดจากฟ้าผ่าหรือการสลับสวิตช์

2. เหตุใดการป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบโซลาร์เซลล์จึงมีความสำคัญ?

ระบบป้องกันไฟกระชากสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ช่วยป้องกันความล้มเหลวของอินเวอร์เตอร์ ความเสียหายของสายไฟ DC และการสูญเสียพลังงาน ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของระบบในระยะยาว

3. ฉันจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากทั้งแบบ DC และ AC สำหรับระบบโซลาร์เซลล์หรือไม่?

ใช่. เอ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก DC สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยปกป้องด้านแผงโซลาร์เซลล์ ในขณะที่ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยปกป้องเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์และการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า

4. ฉันควรใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิด 1+2 เมื่อใด?

เอ ประเภท 1+2 SPD แนะนำให้ใช้เมื่อระบบโซลาร์เซลล์อยู่ในบริเวณที่เสี่ยงต่อฟ้าผ่าโดยตรงหรืออยู่ใกล้เคียง เนื่องจากอุปกรณ์นี้ให้การป้องกันแบบครบวงจรในอุปกรณ์เดียว

5. เหตุใดมาตรฐาน IEC 61643 จึงมีความสำคัญต่อการป้องกันฟ้าผ่าสำหรับแผงโซลาร์เซลล์?

เดอะ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก IEC 61643 มาตรฐานดังกล่าวรับรองว่า SPD เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพระดับโลกสำหรับการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์