วิธีการกำหนดขนาดเบรกเกอร์วงจรแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์สามารถเป็นส่วนที่อันตรายที่สุดส่วนหนึ่งของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นระหว่าง 100V ถึง 500V DC ซึ่งสูงพอที่จะเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ทันที

เพื่อปกป้องทั้งอุปกรณ์และความปลอดภัยส่วนบุคคลของคุณ จำเป็นต้องติดตั้งมาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสม ในบรรดามาตรการเหล่านั้น เบรกเกอร์วงจร DC ที่มีขนาดถูกต้องมีบทบาทสำคัญในการป้องกันกระแสเกิน ความผิดพลาดของประกายไฟ และอันตรายจากไฟไหม้ คู่มือนี้อธิบายวิธีการเลือก ขนาด และตำแหน่งของเบรกเกอร์แผงโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมเพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างปลอดภัยและเป็นไปตามข้อกำหนด

คุณต้องการเบรกเกอร์วงจรสำหรับแผงโซลาร์เซลล์หรือไม่

ใช่ เบรกเกอร์วงจร DCจำเป็นในทุกการติดตั้ง PV มันจะตัดวงจรโดยอัตโนมัติหรือด้วยมือ และสามารถรีเซ็ตได้หลังจากตัดวงจร ปกป้องระบบจากกระแสเกินและรับประกันการทำงานอย่างปลอดภัย

เมื่อเทียบกับสวิตช์แยกโซลาร์หรือสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อ เบรกเกอร์ DC ทำหน้าที่มากกว่าการแยกส่วนของวงจร มันถูกออกแบบมาเฉพาะสำหรับแรงดันไฟฟ้า DC สูง พร้อมด้วยความสามารถในการดับอาร์คในตัว ซึ่งสำคัญมากเพราะกระแส DC ไม่ผ่านศูนย์เหมือน AC ทำให้ยากต่อการตัดวงจร หากไม่มีการดับอาร์คอย่างเหมาะสม การสวิตช์ DC ขณะมีกระแสไหลอาจก่อให้เกิดอาร์คที่เป็นอันตราย ซึ่งอาจทำลายส่วนประกอบหรือทำให้เกิดไฟไหม้ได้

สวิตช์แยกโซลาร์ทำหน้าที่เหมือนสวิตช์มีดนิรภัยแบบแมนนวล ช่วยให้สามารถตัดการเชื่อมต่อได้อย่างปลอดภัยสำหรับการบำรุงรักษาหรือเหตุฉุกเฉินแต่ไม่มีการป้องกันกระแสเกินหรือการตัดวงจรด้วยการดับอาร์ค ไม่ควรใช้งานขณะมีกระแสไหล ประเทศส่วนใหญ่กำหนดให้ต้องมีสวิตช์แยก แต่ถ้าอินเวอร์เตอร์ของคุณมีการตัดวงจรภายในที่ได้รับการรับรอง อาจไม่จำเป็นต้องมีสวิตช์แยกภายนอก

แม้ว่าฟิวส์จะให้การป้องกันกระแสเกินแบบพื้นฐานและใช้ได้ครั้งเดียว แต่มักจะแนะนำเพราะเบรกเกอร์วงจร DC มักมีการหน่วงเวลาก่อนตัดวงจรในสภาวะกระแสเกิน การหน่วงเวลานี้อาจทำให้กระแสที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายไหลนานกว่าที่ต้องการ ฟิวส์ทำงานอย่างรวดเร็วและสามารถปกป้องส่วนประกอบที่ไวต่อความเสียหายโดยการตัดกระแสผิดปกติได้เร็วกว่าการใช้เบรกเกอร์เพียงอย่างเดียว

วิธีคำนวณเบรกเกอร์ DC สำหรับวงจรโซลาร์ PV

สเปคของเบรกเกอร์วงจรมักจะระบุโดยผู้ผลิตของตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์หรืออินเวอร์เตอร์ไฮบริด การปฏิบัติตามคำแนะนำเหล่านี้มักเป็นวิธีที่ง่ายและเชื่อถือได้ที่สุด เว้นแต่ผู้ผลิตจะไม่ได้ให้เรตติ้งเฉพาะเจาะจง

การกำหนดขนาดเบรกเกอร์วงจร DC อย่างเหมาะสมช่วยป้องกันการตัดวงจรโดยไม่จำเป็นและรับประกันการป้องกันกระแสเกินอย่างปลอดภัย วิธีการคำนวณคล้ายกับที่ใช้สำหรับการกำหนดขนาดฟิวส์แผงโซลาร์เซลล์ และตามมาตรฐาน National Electrical Code (NEC) ขนาดเบรกเกอร์ควรกำหนดโดย:

ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้แผงโซลาร์เซลล์ 100W สี่แผงต่ออนุกรม แต่ละแผงมี Isc เท่ากับ 5.45A

เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม กระแสของสายจะคงที่ที่ 5.45A ในกรณีนี้ คุณจะเลือกเบรกเกอร์ที่มีค่ากระแสราว 10A สำหรับระบบแผงโซลาร์เซลล์ 400 วัตต์นี้ โดยปัดขึ้นเป็นขนาดมาตรฐานที่ใกล้ที่สุด

เบรกเกอร์ประเภทใดที่ใช้ในระบบโซลาร์เซลล์

ประเภทของเบรกเกอร์ที่ใช้ในระบบโซลาร์เซลล์ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและวัตถุประสงค์ ในฝั่ง DC จำเป็นต้องใช้เบรกเกอร์วงจร DC ห้ามใช้เบรกเกอร์ AC แทน เบรกเกอร์ DC ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะพร้อมกลไกดับประกายไฟเพื่อความปลอดภัยในการตัดกระแสตรง ซึ่งไม่ผ่านศูนย์เหมือน AC และสามารถก่อให้เกิดประกายไฟที่อันตรายและคงทนเมื่อถูกตัดภายใต้ภาระฟ้าคุณสมบัตินี้ทำให้เบรกเกอร์ DC เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับระบบ PV แรงดันสูงทั้งหมด

เมื่อเลือกเบรกเกอร์ ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณา ได้แก่:

1. ประเภทของเบรกเกอร์

มีเบรกเกอร์หลักสองประเภทที่ใช้ในงานติดตั้งโซลาร์เซลล์:

• DC MCB (เบรกเกอร์วงจรขนาดเล็ก): ใช้กันทั่วไปในระบบโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กสำหรับที่อยู่อาศัย สามารถติดตั้งบนราง DIN และให้การป้องกันกระแสเกินขั้นพื้นฐานในตู้ขนาดกะทัดรัด
• DC MCCB (เบรกเกอร์วงจรแบบเคสขึ้นรูป): เหมาะสำหรับระบบขนาดใหญ่หรือการติดตั้งเชิงพาณิชย์ มีค่ากระแสสูงกว่า การป้องกันความร้อนที่ดีกว่า และตั้งค่าการตัดวงจรได้

2. การกำหนดขั้ว

เบรกเกอร์ DC ยังแตกต่างกันตามการกำหนดขั้ว โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้เบรกเกอร์ DC แบบ 2 ขั้วเพื่อแยกสายบวกและลบของสายแผงโซลาร์เซลล์แต่ละชุด ควรปรึกษาคู่มืออุปกรณ์และมาตรฐานไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องเพื่อยืนยันข้อกำหนด

3. ทิศทางของกระแส

ตรวจสอบเครื่องหมายและข้อกำหนดเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าติดตั้งในทิศทางที่ถูกต้อง เบรกเกอร์วงจร DC มีขั้วบวกและขั้วลบที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน การเดินสายผิดอาจทำให้ความสามารถในการดับประกายไฟของเบรกเกอร์เสียไป ทำให้ไม่ปลอดภัยและอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายหรือเกิดไฟไหม้ นอกจากนี้ ยังมีเบรกเกอร์วงจรที่ออกแบบมาสำหรับกระแสสองทิศทาง

นอกจากนี้ ปัจจัยอื่น ๆ ได้แก่ แรงดันระบบ ความสามารถในการตัดวงจร จำนวนขั้ว ประเภทการตัดวงจร ระดับการทนต่อสิ่งแวดล้อม รูปแบบการติดตั้ง และการปฏิบัติตามมาตรฐาน

เมื่อเข้าใจพื้นฐานเหล่านี้แล้ว เรามาดูวิธีคำนวณค่ากระแสเบรกเกอร์ที่ถูกต้องสำหรับวงจรโซลาร์เซลล์ของคุณ

ตำแหน่งการติดตั้งเบรกเกอร์วงจร DC ในระบบโซลาร์เซลล์

ในฝั่ง DC จำเป็นต้องมีเบรกเกอร์วงจร DC ระหว่างแผงโซลาร์เซลล์กับตัวควบคุมการชาร์จ และระหว่างตัวควบคุมการชาร์จกับแบตเตอรี่

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของเบรกเกอร์ อุณหภูมิแวดล้อมสูงอาจทำให้เบรกเกอร์ตัดวงจรต่ำกว่ากระแสที่กำหนดเนื่องจากความไวต่อความร้อน เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ ควรหลีกเลี่ยงการวางเบรกเกอร์ในที่ที่มีการระบายอากาศไม่ดีหรือมีความร้อนสูง เช่น กล่องปิดที่โดนแสงแดดโดยตรง แทนที่จะติดตั้งในที่ร่ม มีการระบายอากาศ หรือในตู้ภายในอาคารเมื่อเป็นไปได้