คู่มือสมบูรณ์สำหรับฟิวส์แผงโซลาร์เซลล์

แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่จะมีไดโอดบายพาสในตัวเพื่อป้องกันการไหลย้อนของกระแส ฟิวส์ก็ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองที่สำคัญเมื่อไดโอดล้มเหลวหรือเกิดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าที่ไม่คาดคิด ที่สำคัญกว่านั้น รหัสไฟฟ้า (NEC 690.8, NEC 690.9) กำหนดให้ต้องมีฟิวส์ในสถานการณ์เฉพาะเพื่อความปลอดภัยและการปฏิบัติตามมาตรฐานของระบบ.

คู่มือนี้อธิบาย เหตุผล, เวลา, และวิธีการติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์ พร้อมภาพประกอบชัดเจนและคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ.

เหตุผลที่คุณต้องติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์

การติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันแรกที่สำคัญสำหรับระบบ PV ของคุณ โดยจะตัดกระแสเกินทันทีด้วยการ หลอมละลายและแยกวงจรที่มีข้อผิดพลาด ซึ่งช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไป ไฟไหม้ และความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกิดจากความผิดปกติทางไฟฟ้า เช่น ฟ้าผ่า หรือข้อผิดพลาดภายใน.

เมื่อใดควรติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์

การติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์มักจำเป็นในชุดแผงที่โมดูล เชื่อมต่อแบบขนาน นี่เป็นมาตรการความปลอดภัยที่สำคัญเพื่อปกป้องสายไฟและอุปกรณ์ของคุณจากสภาวะกระแสเกินที่อาจเกิดขึ้นในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด.

โดยทั่วไป คุณจำเป็นต้องติดฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์ในสถานการณ์ดังต่อไปนี้:

เมื่อใช้สามสตริงขึ้นไปกับตัวควบคุมการชาร์จตัวเดียว

ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์หลายระบบ แผงโซลาร์เซลล์จะถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมก่อน (เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า) แล้วจึงรวมแบบขนาน (เพื่อเพิ่มกระแส) เข้ากับตัวควบคุมการชาร์จหรืออินเวอร์เตอร์ไฮบริดตัวเดียว.

ถ้าเกิดลัดวงจรในสตริงหนึ่ง กระแสจากสตริงอื่นจะ ไหลเข้าสู่สตริงที่ลัดวงจร เพราะเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำสุด ซึ่งอาจทำให้กระแสรวม เกินกว่าที่สายไฟหรือแผงโซลาร์เซลล์จะรับได้อย่างปลอดภัย ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือแม้แต่ไฟไหม้ นั่นคือเหตุผลที่ต้องใช้ฟิวส์.

เมื่อเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์สามแผงขึ้นไปแบบขนาน (แม้ในสตริงเดียว)

แม้ว่าคุณจะไม่ได้รวมหลายสตริงเข้าด้วยกัน แต่เพียงแค่เชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์สามแผงขึ้นไปโดยตรงแบบขนาน ความเสี่ยงก็เหมือนกัน หากแผงหนึ่งลัดวงจร แผงอื่น ๆ อาจย้อนกลับไปยังแผงนั้น ทำให้เกิดกระแสเกินที่อันตราย ฟิวส์บนแต่ละแผงจะป้องกันสิ่งนี้.

คำแนะนำเหล่านี้มาจากประสบการณ์จริงในการใช้มาตรฐานรหัส NEC:

• ตาม NEC 690.9(A)(2), ต้องมีการป้องกันกระแสเกินเมื่อ กระแสสูงสุด ในวงจร เกิน ค่ากระแสลัดวงจรของโมดูลโฟโตโวลตาอิก.
• นอกจากนี้, NEC 690.8(A)(1)(a) กำหนดว่ากระแสสูงสุดควรถูกคำนวณเป็นกระแสลัดวงจรของโมดูล คูณด้วย 1.25.

ตัวอย่างเช่น หากคุณเชื่อมต่อ แผงโซลาร์เซลล์ 100W สี่แผง แบบขนาน และแต่ละแผงมีค่ากระแสลัดวงจร (Isc) 5.45 แอมป์ กระแสสูงสุดสำหรับแต่ละแผงจะเป็น 9.35 × 1.25 ซึ่งเท่ากับประมาณ 6.81 แอมป์

เมื่อแผงโซลาร์เซลล์สี่แผงนี้เชื่อมต่อแบบขนาน กระแสลัดวงจรสูงสุดในวงจรรวมจะอยู่ที่ประมาณ 21.8 แอมป์ (5.45A × 4)

ขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมสำหรับแผงโซลาร์เซลล์

NEC 690.8(B) ระบุเพิ่มเติมว่าขนาดของอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินควรคำนวณโดยการคูณกระแสสูงสุดของวงจร (ตามที่กำหนดใน NEC 690.8(B)(1)(a)) ด้วยตัวคูณเพิ่มเติม 1.25

กล่าวอีกนัยหนึ่ง NEC ไม่เพียงแต่กำหนดให้คุณคำนวณกระแสสูงสุดโดยใช้ 125% ของกระแสลัดวงจรของแผงเท่านั้น แต่ยังระบุว่าขนาดฟิวส์ต้องเป็น 125% ของผลลัพธ์นั้นด้วย ซึ่งทำให้ได้ ตัวคูณรวม 1.56 (1.25 × 1.25) สำหรับการคำนวณขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมในระบบโฟโตโวลตาอิก

สำหรับ แผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อแบบขนานภายในสายเดียวกัน ขนาดฟิวส์ที่ถูกต้องคำนวณโดย คูณกระแสลัดวงจร (Isc) ของแต่ละโมดูลตามแผ่นชื่อด้วย 1.56 เพื่อให้ฟิวส์สามารถรองรับกระแสสูงสุดที่คาดไว้และปกป้องสายไฟและโมดูลในกรณีเกิดข้อผิดพลาด

สำหรับ แผงโซลาร์เซลล์ที่มีสามสายหรือมากกว่าที่เชื่อมต่อแบบขนาน แต่ละสายต้องได้รับการป้องกันด้วยฟิวส์ที่มีค่ากระแสอย่างน้อย 1.56 เท่าของกระแสลัดวงจรรวม (Isc) ของสายนั้น เพื่อป้องกันกระแสย้อนกลับเกินจากสายอื่นหากสายใดสายหนึ่งเกิดลัดวงจร

วิธีการติดฟิวส์แผงโซลาร์เซลล์

ข้อควรระวังก่อนการติดตั้ง

1. ตัดการเชื่อมต่อแหล่งพลังงานทั้งหมด

ก่อนทำงานกับระบบโซลาร์เซลล์ของคุณ ให้ตัดการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์จากแหล่งพลังงานทั้งหมด รวมถึงกริดไฟฟ้า ตัวควบคุมการชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และแบตเตอรี่ ปฏิบัติตามขั้นตอนล็อกเอาต์/แท็กเอาต์โดยแยกวงจรทางกายภาพและใช้ป้ายเตือน

2.ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่เหมาะสม

ใช้เครื่องมือฉนวนเสมอ เช่น ไขควง คีม และเครื่องบีบที่มีมาตรฐานสำหรับแรงดัน DC สูงเพื่อป้องกันการลัดวงจร ใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบว่าแรงดันเป็นศูนย์ก่อนสัมผัสสายไฟ ห้ามใช้เครื่องมือในบ้านแทน เพราะอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดประกายไฟหรือไฟไหม้ได้

3.อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล

แว่นตานิรภัยป้องกันประกายไฟจากการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ ขณะที่ถุงมือฉนวน (มาตรฐาน 1,000V ขึ้นไป) ป้องกันไฟฟ้าช็อต DC สวมใส่เสื้อผ้ากันไฟหากทำงานใกล้แบตเตอรี่ รองเท้าไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้าช่วยป้องกันไฟฟ้าช็อตผ่านทางพื้น

ขั้นตอนที่ 1. คำนวณกระแสสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์/สายไฟ

เริ่มต้นด้วยการระบุค่ากระแสลัดวงจร (Isc) ของแต่ละแผงโซลาร์เซลล์จากฉลากสเปคของผู้ผลิต สำหรับแต่ละโมดูลหรือสาย ให้คำนวณกระแสสูงสุดโดยใช้ตัวคูณ NEC 690.8(A)(1)(a):

สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ 100W เดี่ยวที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ Isc คือ 5.45A ดังนั้นกระแสสูงสุดคือ 6.81A

เมื่อ หลายสายเชื่อมต่อแบบขนาน และแต่ละสายอาจเดินสายแบบอนุกรมหรือขนาน การคำนวณกระแสสูงสุดขึ้นอยู่กับการเดินสายของแต่ละสาย

ประเภทสาย	กระแส	สูตร
สายอนุกรม	กระแสเท่ากับ Isc ของแผงโซลาร์เซลล์	กระแสสูงสุด = Isc × 1.25
สายขนาน	กระแสคือผลรวมของ Isc ของแผงทั้งหมด	กระแสสูงสุด = (I₁ + I₂ + ... + Iₙ) × 1.25

ขั้นตอนที่ 2. กำหนดค่ากระแสฟิวส์ที่เหมาะสม

เมื่อคุณคำนวณกระแสสูงสุดสำหรับแต่ละแผงหรือสายแล้ว ให้กำหนดค่ากระแสฟิวส์ที่เหมาะสมโดยการคูณกระแสสูงสุดด้วย 1.25 หรือก็คือ Isc × 1.56

ดังนั้น แผงโซลาร์เซลล์ 100W ต้องการฟิวส์อย่างน้อย 8.51A ซึ่งควรปัดขึ้นเป็นขนาดฟิวส์มาตรฐานที่ใกล้ที่สุด โดยปกติจะเป็นฟิวส์ 10A

เช่นเดียวกัน, ในระบบสายขนานหลายสาย, ขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อของแผงโซลาร์เซลล์ และแต่ละสายควรมีฟิวส์แยกเพื่อความปลอดภัย

ประเภทสาย	คำอธิบายกระแส	สูตรค่ากระแสฟิวส์
สายอนุกรม	กระแสเท่ากับ Isc ของแผงโซลาร์เซลล์	ค่ากระแสฟิวส์ = Isc × 1.56
สายขนาน	กระแสคือผลรวมของ Isc ของแผงทั้งหมด	ค่ากระแสฟิวส์ = (I₁ + I₂ + ... + Iₙ) × 1.56

ขั้นตอนที่ 3 ติดตั้งที่ยึดฟิวส์และเชื่อมต่อฟิวส์

ฟิวส์ควรติดตั้งบนสายบวกของแผงโซลาร์เซลล์หรือสายแต่ละสายให้ใกล้แหล่งพลังงานโซลาร์เซลล์มากที่สุด การวางตำแหน่งนี้ช่วยให้หากเกิดความผิดปกติที่ใดก็ตามด้านล่าง ฟิวส์จะขาดและตัดกระแสไฟ ป้องกันความเสียหาย

ฟิวส์ MC4 แบบอินไลน์ ถูกออกแบบให้ใช้งานง่ายกับขั้วต่อ MC4 ในการติดตั้ง ให้ถอดขั้วต่อ MC4 บนสายบวกของแผงโซลาร์เซลล์ก่อน จากนั้นใส่ชุดฟิวส์ MC4 แบบอินไลน์โดยเสียบตรงระหว่างขั้วต่อ MC4 บวกของแผงและสายไฟของระบบ

ฟิวส์ PV มักติดตั้งบนสายบวกของสายโซลาร์เซลล์แต่ละสายภายในกล่องรวมสาย ซึ่งเป็นจุดที่สายหลายสายถูกรวมกัน เชื่อมต่อสายบวกของแต่ละสายเข้ากับขั้วฟิวส์ของตนและใส่ฟิวส์ PV ที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 4 ติดตั้งและเชื่อมต่อสวิตช์แยกวงจร DC และเบรกเกอร์วงจร

หลังจากติดตั้งฟิวส์สำหรับแผงโซลาร์เซลล์แล้ว ให้ติดตั้งและเชื่อมต่อ สวิตช์แยกวงจรโซลาร์เซลล์และเบรกเกอร์วงจร อย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นข้อกำหนดตาม NEC 690.15 และ 690.9(A) สำหรับระบบโฟโตโวลตาอิกทั้งหมด โดยอนุญาตให้ต่อสายไฟเพิ่มเติมได้ตามความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการตัดการเชื่อมต่อและการป้องกันกระแสเกินเป็นไปอย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 5 ทดสอบและจ่ายไฟให้ระบบ

ก่อนเปิดระบบ ให้ทำการตรวจสอบด้วยสายตา ตรวจสอบความต่อเนื่องของสายไฟและขั้วไฟที่ถูกต้องด้วยมัลติมิเตอร์ จากนั้นจึงค่อย ๆ เปิดระบบโดยเฝ้าตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและการทำงานเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างทำงานได้อย่างปลอดภัยและถูกต้องโดยไม่มีข้อผิดพลาดหรือความเสียหาย

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการใช้ฟิวส์กับแผงโซลาร์เซลล์

ฉันจำเป็นต้องใช้ฟิวส์สำหรับแต่ละแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อแบบขนานหรือไม่

ใช่ เมื่อคุณเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์สามแผงขึ้นไปแบบขนาน จำเป็นต้องติดตั้งฟิวส์แยกสำหรับแต่ละแผง เพื่อให้แน่ใจว่าหากแผงใดแผงหนึ่งล้มเหลวหรือลัดวงจร แผงอื่นจะไม่จ่ายกระแสเกินกลับเข้าไป ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือไฟไหม้ ฟิวส์แต่ละตัวจะปกป้องแผงของตนจากกระแสย้อนกลับที่จ่ายโดยแผงอื่น

จำเป็นต้องใช้ฟิวส์สำหรับแผงโซลาร์เซลล์สองแผงที่เชื่อมต่อแบบขนานหรือไม่

เมื่อมีการเชื่อมต่อสายโซลาร์เซลล์เพียงสองสายแบบขนาน ฟิวส์มักไม่จำเป็น เพราะกระแสย้อนกลับสูงสุดเข้าสู่สายที่มีปัญหาจะถูกจำกัดไว้ที่กระแสจากสายอื่นเพียงสายเดียว โมดูลโซลาร์เซลล์และสายไฟส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้รองรับกระแสในระดับนี้ได้อย่างปลอดภัย ตัวอย่างเช่น หากแต่ละสายผลิตกระแส 10 แอมป์ และสายหนึ่งเกิดลัดวงจร สายอื่นจะสามารถจ่ายกระแสย้อนกลับได้เพียง 10 แอมป์ ซึ่งอยู่ในขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัยของระบบ PV ส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มฟิวส์ในระบบสองสายเชื่อมต่อแบบขนานยังคงเป็นความชอบส่วนบุคคลเพื่อความปลอดภัยเพิ่มเติม การแก้ไขปัญหาที่ง่ายขึ้น และความสบายใจ

แผงโซลาร์เซลล์เดี่ยวต้องใช้ฟิวส์หรือไม่

โดยปกติ แผงโซลาร์เซลล์เดี่ยวไม่จำเป็นต้องใช้ฟิวส์ ตราบใดที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อมต่อแบบขนานกับแผงอื่น ๆ และสายไฟ แผงโซลาร์เซลล์เดี่ยวไม่สามารถผลิตกระแสเกินกว่าค่ากระแสลัดวงจรของตัวเองได้ ดังนั้นจึงไม่มีความเสี่ยงของกระแสเกินที่มาจากแผงเอง