บทบาทที่สำคัญของเบรกเกอร์วงจรในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ด้วยความต้องการพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นระบบการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (พลังงานแสงอาทิตย์) ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากธรรมชาติที่สะอาดและยั่งยืน ในระบบ PV ความปลอดภัยทางไฟฟ้ามีความสำคัญยิ่งและเบรกเกอร์วงจรเป็นอุปกรณ์ป้องกันที่สำคัญมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในการสร้างความมั่นใจในการทำงานที่มั่นคงและป้องกันความผิดพลาดทางไฟฟ้า บทความนี้สำรวจความสำคัญฟังก์ชั่นและเกณฑ์การเลือกของเบรกเกอร์วงจรในระบบ PV

1. บทบาทของเบรกเกอร์วงจรในระบบ PV

1.1 การป้องกันโอเวอร์โหลด

ในระหว่างการดำเนินการระบบ PV อาจประสบกับค่าที่สูงกว่าค่าที่ได้รับการจัดอันดับเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นความผันผวนของความเข้มของแสงแดดส่วนประกอบอายุหรือการเปลี่ยนแปลงการโหลดอย่างกะทันหัน เบรกเกอร์วงจรสามารถตรวจจับสภาพที่โอเวอร์โหลดดังกล่าวและขัดจังหวะวงจรทันทีป้องกันไม่ให้สายไฟเกินความร้อนของอุปกรณ์หรือแม้กระทั่งอันตรายจากไฟไหม้

1.2 การป้องกันการลัดวงจร

การลัดวงจรในระบบ PV อาจเป็นผลมาจากความเสียหายของฉนวนข้อผิดพลาดการเดินสายหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์ด้วยกระแสไฟฟ้าลัดวงจรถึงหลายครั้งหรือแม้กระทั่งหลายครั้งที่กระแสปกติ เบรกเกอร์วงจรสามารถถอดวงจรภายในมิลลิวินาที, การปกป้องส่วนประกอบของระบบ (เช่นอินเวอร์เตอร์, แบตเตอรี่, โมดูล PV) จากความเสียหาย

1.3 ความปลอดภัยการแยกและการบำรุงรักษา

ในระหว่างการบำรุงรักษาระบบหรือการตรวจสอบเบรกเกอร์วงจรทำหน้าที่เป็นสวิตช์ด้วยตนเองเพื่อตัดวงจรออกเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน พวกเขายังให้จุดตัดการเชื่อมต่อที่ชัดเจนสำหรับการวินิจฉัยความผิดพลาด

1.4 การป้องกันสำหรับวงจร DC และ AC

ระบบ PV ประกอบด้วยด้าน DC (แผงโซลาร์เซลล์ไปยังอินเวอร์เตอร์) และด้าน AC (อินเวอร์เตอร์ไปยังกริดหรือโหลด) เนื่องจาก DC ไม่มีจุดข้ามศูนย์การดับ ARC จึงท้าทายมากกว่า AC ดังนั้นเบรกเกอร์วงจร DC จึงต้องการการออกแบบพิเศษในขณะที่เบรกเกอร์วงจร AC ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์และการป้องกันการเชื่อมต่อกริด

2. ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการเลือกเบรกเกอร์วงจรในระบบ PV

2.1 แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ

แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของเบรกเกอร์จะต้องเกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ PV (เช่นระบบ 1,000V หรือ 1500V DC)

กระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับควรสูงกว่ากระแสสูงสุดต่อเนื่องสูงสุดของระบบซึ่งคิดเป็นปัจจัยด้านอุณหภูมิและสิ่งแวดล้อม

2.2 ความแตกต่างระหว่างเบรกเกอร์วงจร DC และ AC

DC Circuit Breakers: ต้องการความสามารถในการขยายส่วนโค้งที่แข็งแกร่งขึ้นในการจัดการส่วนโค้ง DC แบบถาวร

เบรกเกอร์วงจร AC: ใช้กับด้านเอาท์พุทอินเวอร์เตอร์และต้องปฏิบัติตามมาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่างกันของกริด

2.3 ความสามารถในการทำลาย

ระบบ PV สามารถสร้างกระแสสูงในระหว่างการลัดวงจร ความสามารถในการทำลายของเบรกเกอร์ (เช่น 10ka, 20ka) ต้องเพียงพอที่จะขัดจังหวะกระแสความผิดปกติอย่างปลอดภัย

2.4 การปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากระบบ PV ได้รับการติดตั้งกลางแจ้งโดยทั่วไปเบรกเกอร์วงจรจึงต้องมีการออกแบบที่กันฝุ่นกันน้ำกันน้ำและการออกแบบที่ทนอุณหภูมิสูงเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

3. เบรกเกอร์ประเภททั่วไป

3.1 DC Circuit Breakers

ใช้สำหรับอาร์เรย์พลังงานแสงอาทิตย์และอินพุตอินเวอร์เตอร์เช่นเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก (MCBS) ฟิวส์หรือเบรกเกอร์วงจร PV DC พิเศษ

บางรุ่นรวมถึงการป้องกันการย้อนกลับของโพลาริตี้เพื่อป้องกันกระแสฟีดแบ็คฟีด

3.2 เบรกเกอร์วงจร AC

นำไปใช้กับด้านเอาท์พุทอินเวอร์เตอร์เช่นเบรกเกอร์เคสตัวขึ้นรูป (MCCBS) หรือเบรกเกอร์วงจรอากาศ (ACBs)

ต้องเป็นไปตามมาตรฐานการรับรองเช่น UL หรือ IEC

4. สาเหตุทั่วไปของความล้มเหลวของเบรกเกอร์และมาตรการป้องกัน

4.1 การสะดุดที่น่ารำคาญ

สาเหตุ: โอเวอร์โหลดวงจรลัดการเลือกที่ไม่เหมาะสมหรืออายุ

การแก้ปัญหา: การปรับขนาดที่เหมาะสมการทดสอบปกติและหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลด

4.2 ติดต่อการกัดเซาะ

สาเหตุ: การสลับบ่อยครั้งการติดต่อที่ไม่ดีหรือเกิดขึ้น

โซลูชัน: ใช้เบรกเกอร์วงจรคุณภาพสูงและลดการดำเนินงานที่ไม่จำเป็น

4.3 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

สาเหตุ: อุณหภูมิสูงความชื้นหรือประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพของฝุ่น

โซลูชัน: เลือกเบรกเกอร์วงจรที่มีการจัดอันดับการป้องกันที่สูงขึ้น (เช่น IP65) และทำการบำรุงรักษาตามปกติ

5. บทสรุป

เบรกเกอร์วงจรไม่เพียง แต่ป้องกันอุปสรรคสำหรับระบบ PV แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบที่สำคัญเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคง การเลือกที่เหมาะสมการติดตั้งที่ถูกต้องและการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอสามารถลดความเสี่ยงทางไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญขยายอายุการใช้งานอุปกรณ์และเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยี PV ที่ก้าวหน้าเบรกเกอร์ในอนาคตจะพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและฟังก์ชั่นที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้นซึ่งให้การป้องกันที่แข็งแกร่งสำหรับระบบพลังงานหมุนเวียน