การเพิ่มขึ้นในระบบ PV: คู่มือที่สมบูรณ์เกี่ยวกับบทบาทความเสี่ยงและการเลือก

# Surge in Systems: คู่มือที่สมบูรณ์เกี่ยวกับบทบาทความเสี่ยงและการเลือก

ไม่ว่าจะเป็นการตั้งค่าแผงโซลาร์เซลล์ที่อยู่อาศัยขนาดเล็กหรือโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ (PV) "Surge" เป็นหัวข้อสำคัญที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ - แต่หลายคนก็ตระหนักถึงความสำคัญเมื่ออุปกรณ์ทำงานผิดปกติ หมายเหตุนี้แบ่งบทบาทหลักของการกระชากในระบบ PV และวิธีการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ที่เหมาะสมกับระบบของคุณทำให้ง่ายสำหรับผู้เริ่มต้นที่จะเข้าใจ

## I. ก่อนอื่นเข้าใจ: อะไรคือระบบ PV ที่เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน?

พูดง่ายๆคือไฟกระชากเป็น "คลื่นแรงดันไฟฟ้า/คลื่นกระแทก" อย่างฉับพลันในระบบ PV โดยมีแหล่งที่มาสามแหล่ง:  

1. ** ผลกระทบภายนอก **: การโจมตีด้วยฟ้าผ่ามากที่สุด (สายฟ้าโดยตรงหรือเหนี่ยวนำ) การปลดปล่อยจากเมฆสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงได้ทันทีหลายหมื่นโวลต์ในสาย;  

2. ** ระบบเริ่มต้น/ปิดระบบ **: เมื่ออินเวอร์เตอร์ PV หรือกล่อง Combiner เริ่มต้นหรือปิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในทริกเกอร์ปัจจุบัน  

3. ** ความผันผวนของกริด **: การเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของแรงดันไฟฟ้ากริด (เช่นเมื่อมีการซ่อมแซมความผิดพลาดของกริด) อาจทำให้เกิดผลกระทบย้อนกลับในระบบ PV ที่เชื่อมต่อกับกริด  

ไฟกระชากเหล่านี้โดดเด่นด้วยการ "สั้น แต่รุนแรง" - พวกเขาอาจใช้งานได้เพียงไม่กี่ไมโครวินาที แต่แรงดันไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 10 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของระบบซึ่งโมดูล PV ทั่วไปและอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถทนต่อได้

## ii. บทบาทหลักของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPDS): การติดตั้ง "วาล์วความปลอดภัย" สำหรับระบบ PV

การกระชากตัวเองไม่ได้ "มีประโยชน์"; สิ่งที่ใช้งานได้จริงคืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD หรือที่รู้จักกันในชื่อ Lightning Arrester) ** งานหลักของมันคือการ "ปิดกั้นอันตราย" โดยเฉพาะในสามด้าน:  

1. ** ปกป้องอุปกรณ์หลักจากการสลาย **  

ส่วนประกอบในอินเวอร์เตอร์ PV, กล่องแยกแผง PV และกล่อง Combiner มีขีด จำกัด ด้านบนของแรงดันไฟฟ้าทนต่อความจุ (เช่นแรงดันไฟฟ้าด้าน DC ที่ทนต่ออินเวอร์เตอร์มักจะอยู่ที่ 1,000V-1500V) เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระชับเกินขีด จำกัด นี้ส่วนประกอบจะดับลงทันทีด้วยค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษามักจะมีตั้งแต่พันถึงหยวนหลายหมื่นหยวน SPDs สามารถดำเนินการไฟฟ้าในพริบตา (โดยปกติ≤25นาโนวินาที) เมื่อเกิดไฟกระชากเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟฟ้าส่วนเกินลงไปที่พื้น - เทียบเท่ากับ "การปิดกั้นกระสุน" สำหรับอุปกรณ์  

2. ** ป้องกันการปิดระบบอย่างฉับพลันหรือทำงานผิดปกติ **  

แม้ว่าไฟกระชากจะไม่เผาอุปกรณ์โดยตรง แต่ก็อาจรบกวนชิปควบคุมของอินเวอร์เตอร์ทำให้อินเวอร์เตอร์รายงานความผิดพลาดและตัดการเชื่อมต่อออกจากกริด ตัวอย่างเช่นหลังจากพายุฝนฟ้าคะนองระบบ PV ที่อยู่อาศัยจำนวนมากหยุดการผลิตกระแสไฟฟ้า - นี่น่าจะเกิดจากอาการกระชากที่ส่งผลกระทบต่ออินเวอร์เตอร์ การติดตั้ง SPD ที่ถูกต้องสามารถลด "ปัญหาที่ไม่ได้รับการรับรอง" และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการสร้างพลังงานที่มั่นคงของระบบ  

3. ** ขยายอายุการใช้งานโดยรวมของระบบ PV **  

ไฟกระชากขนาดเล็กบ่อยครั้ง (เช่นสิ่งที่เกิดจากความผันผวนของกริดทุกวัน) สามารถทำลายวงจรของโมดูลและอินเวอร์เตอร์ "เมื่อเวลาผ่านไป" เช่นการเร่งตัวเก็บประจุอายุ SPD สามารถกรองคลื่นเล็ก ๆ เหล่านี้ขยายอายุการใช้งานของระบบ PV ทั้งหมดทางอ้อม (โดยปกติจะเพิ่มอีก 3-5 ปี)

## iii ขั้นตอนสำคัญ: วิธีเลือก SPD ที่เหมาะกับระบบ PV ของคุณ?

การเลือก SPD นั้นไม่เกี่ยวกับ "ยิ่งใหญ่กว่า" หรือ "ราคาถูกยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น" ต้องมุ่งเน้นไปที่พารามิเตอร์หลักสามตัวของระบบของคุณและทำตามสี่ขั้นตอน:  

### ขั้นตอนที่ 1: ก่อนอื่นให้ชี้แจง "ระดับแรงดันไฟฟ้า" ของระบบของระบบ

นี่เป็นสิ่งที่จำเป็นต้องมีพื้นฐานที่สุด-แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของ SPD จะต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้าด้าน DC และ AC-side ของระบบ PV:  

-** PV ที่อยู่อาศัย (โดยปกติ 3-10kW) **: แรงดันไฟฟ้าด้าน DC โดยทั่วไปคือ 300V-800V; เลือก SPD ที่มีแรงดันไฟฟ้า DC (UC) ≥800V ด้าน AC เชื่อมต่อกับตาราง 220V; เลือก SPD ที่มีแรงดันไฟฟ้า AC (UC) ≥250V  

-** PV เชิงพาณิชย์/อุตสาหกรรม (โดยปกติ 50kW ขึ้นไป) **: แรงดันไฟฟ้าด้าน DC อาจถึง 1,000V-1500V; UC ของ SPD ควรเป็น≥1500V ด้าน AC เชื่อมต่อกับกริดพลังงานสามเฟส 380V เลือก SPD ด้วย UC ≥420V  

*หมายเหตุ: หากแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของ SPD ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบมันจะดับตัวเอง หากสูงเกินไปก็ไม่สามารถเปิดใช้งานการป้องกันในเวลาที่เหมาะสม*

### ขั้นตอนที่ 2: เลือก "ความสามารถในการพกพาปัจจุบัน" ตามกำลังของระบบ

ความสามารถในการพกพาปัจจุบัน (IIMP หรือ IN) แสดงถึงกระแสไฟกระชากสูงสุดที่ SPD สามารถทนได้ ถ้ามันเล็กเกินไป SPD จะถูกทำลายโดยไฟกระชาก ถ้ามีขนาดใหญ่เกินไปมันจะเสียเงิน:  

- ** ระบบที่อยู่อาศัย (3-10kW) **: หากไม่มีอาคารสูงในบริเวณใกล้เคียงและความน่าจะเป็นของสายฟ้าการโจมตีก็ต่ำ SPD ที่มีใน = 20ka (8/20μs waveform) ก็เพียงพอแล้ว หากตั้งอยู่ในพื้นที่ภูเขาหรือภูมิภาคที่มีพายุฝนฟ้าคะนองมี SPD ที่มีใน = 40ka มีความน่าเชื่อถือมากกว่า  

- ** ระบบการค้า/อุตสาหกรรม (50kW ขึ้นไป) **: สำหรับ SPDS ที่ส่วนหน้าของกล่อง Combiner และอินเวอร์เตอร์ขอแนะนำให้เลือกผู้ที่มีใน = 40KA-60KA; สำหรับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ (ระดับ MW) จำเป็นต้องใช้ SPD หลักเพิ่มเติมที่มีin≥100kaในด้านแรงดันสูง  

*ความจริงที่สนุกสนาน: 8/20μsเป็นรูปคลื่นที่พบมากที่สุดในระบบ PV ซึ่งหมายความว่าใช้เวลา 8 ไมโครวินาทีสำหรับกระแสไฟกระชากที่เพิ่มขึ้นจาก 0 ถึงจุดสูงสุดและ 20 ไมโครวินาทีเพื่อลดลงครึ่งหนึ่งของยอดเขา*

### ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบ "ระดับการป้องกัน" และจับคู่ตำแหน่งการติดตั้ง

SPDS ในระบบ PV ต้องการ "การป้องกันแบบลำดับชั้น" และระดับ SPDs ที่แตกต่างกันควรได้รับการคัดเลือกสำหรับสถานที่ต่าง ๆ :  

- ** การป้องกันหลัก (ระบบเข้าของระบบ) **: ตัวอย่างเช่นกล่องแจกจ่ายหลักของอาร์เรย์ PV และส่วนหน้าของตู้ที่เชื่อมต่อกริด เลือก SPD "Class B" (สามารถทนต่อกระแสน้ำขนาดใหญ่จากการโจมตีด้วยฟ้าผ่าโดยตรง) ด้วยความสามารถในการพกพากระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ (สูงกว่า 40ka)  

- ** การป้องกันทุติยภูมิ (ส่วนหน้าอุปกรณ์) **: ตัวอย่างเช่นอินพุตปลายของอินเวอร์เตอร์และกล่อง Combiner เลือก SPD "Class C" (ป้องกันการเกิดฟ้าผ่าและไฟกระชากที่เกิดขึ้น) ด้วยความสามารถในการพกพาปัจจุบันที่ 20ka-40ka  

- ** การป้องกันระดับตติยภูมิ (ส่วนหน้าส่วนประกอบ) **: ตัวอย่างเช่นแผงวงจรภายในของอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบ เลือก SPD "Class D" (ป้องกันไฟกระชากเล็ก ๆ ) ด้วยความสามารถในการพกพาปัจจุบัน 10KA-20KA  

*ระบบที่อยู่อาศัยจะต้องมีการป้องกันที่สองอย่างน้อย (ปลายด้านหน้าของตู้อินเวอร์เตอร์ + ที่เชื่อมต่อกับกริด) ในขณะที่ระบบการค้าจะต้องติดตั้งการป้องกันทั้งสามระดับ*

### ขั้นตอนที่ 4: อย่ามองข้าม "การรับรองและความเข้ากันได้"

- ** การรับรอง **: อย่าลืมเลือก SPDS ด้วยการรับรองระหว่างประเทศหรือในประเทศเช่นการรับรอง CE ของสหภาพยุโรปและการรับรอง CQC ของจีน หลีกเลี่ยงการซื้อ "สามผลิตภัณฑ์ที่ไม่มี" (SPD ที่มีคุณภาพต่ำจำนวนมากล้มเหลวหลังจากใช้งานไม่กี่เดือน)  

- ** ความเข้ากันได้ **: ให้ความสนใจว่าประเภทอินเทอร์เฟซของ SPD (เช่นบล็อกเทอร์มินัลหรือปลั๊ก) ตรงกับสายเคเบิล PV ในเวลาเดียวกันยืนยันว่าขนาดการติดตั้งของ SPD สามารถพอดีกับกล่องแจกจ่าย (กล่องกระจายที่อยู่อาศัยมีพื้นที่ จำกัด ดังนั้นอย่าซื้อขนาดใหญ่)

## iv. การแจ้งเตือนขั้นสุดท้าย: การติดตั้งที่ถูกต้องมีความสำคัญเท่ากับการเลือกที่ถูกต้อง

1. ** ติดตั้งใกล้กับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน **: ควรติดตั้ง SPD ให้ใกล้เคียงกับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน (เช่นภายในระยะ 1 เมตรจากส่วนหน้าของอินเวอร์เตอร์) สายเคเบิลที่สั้นลงยิ่งเอฟเฟกต์การป้องกันที่ดีขึ้น;  

2. ** การต่อสายดินที่เชื่อถือได้ **: ความต้านทานต่อสายดินของสายดินของ SPD จะต้องเป็น≤4Ω การต่อสายดินที่ไม่ดีจะป้องกันไม่ให้กระแสไฟกระชากจากการถูกเบี่ยงเบนทำให้ SPD ไร้ประโยชน์;  

3. ** การตรวจสอบปกติ **: ก่อนฤดูฝนพายุฝนฟ้าคะนองทุกปีตรวจสอบไฟแสดงสถานะของ SPD (ควรเป็นสีเขียวภายใต้สภาวะปกติถ้าเปลี่ยนเป็นสีแดงหรือออกไปต้องเปลี่ยน) แนะนำให้ใช้ SPD ที่อยู่อาศัยทุก 3-5 ปีและพาณิชย์ทุก 2-3 ปี

หากระบบ PV ของคุณมีพารามิเตอร์เฉพาะ (เช่นพลังงานหรือตำแหน่งการติดตั้ง) คุณสามารถเพิ่มในความคิดเห็นและฉันสามารถช่วยคุณปรับแต่งคำแนะนำการเลือก! นอกจากนี้คุณยังยินดีที่จะแบ่งปันปัญหาที่เกี่ยวข้องกับไฟกระชากที่คุณพบดังนั้นเราจึงสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดร่วมกันได้!