เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ใน PV: การใช้งานหลักและคุณประโยชน์

ปัจจุบัน อุตสาหกรรม PV กำลังเฟื่องฟู แต่ความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่ประการหนึ่งน่ากังวลมากกว่าสิ่งอื่นใด นั่นคือข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง! อันตรายนี้มักจะตรวจจับได้ยาก แต่เมื่อเกิดขึ้น อุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษสามารถติดไฟฉนวนสายไฟและฉนวนใยฝ้ายได้ภายในไม่กี่นาที ไม่เพียงแต่สร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อความปลอดภัยของมนุษย์ด้วย โชคดีที่เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) (เซอร์กิตเบรกเกอร์ป้องกันอาร์คโดยเฉพาะ) ได้กลายเป็น "มาตรฐานความปลอดภัย" สำหรับระบบ PV แล้ว วันนี้ เราจะมาเจาะลึกถึงจุดที่มีการใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ในระบบ PV และประโยชน์ของเบรกเกอร์เหล่านี้ ซึ่งช่วยให้คุณเข้าใจว่าทำไมจึงมีความสำคัญมาก

AFCI Circuit Breaker คืออะไร?

เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI (Arc-Fault Circuit Interrupter) เป็นอุปกรณ์ "อัจฉริยะ" ที่ตรวจจับสภาวะอาร์คไฟฟ้าที่เป็นอันตราย จากนั้นจะปิดไฟที่จ่ายให้กับวงจรเพื่อป้องกันเพลิงไหม้ ต่างจากเซอร์กิตเบรกเกอร์มาตรฐานที่ป้องกันกระแสเกิน AFCI ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อตรวจสอบสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและลักษณะประกายไฟเฉพาะของความผิดส่วนโค้งซึ่งเป็นอันตรายที่เบรกเกอร์แบบเดิมไม่สามารถตรวจพบได้ เบรกเกอร์เหล่านี้จำเป็นโดยรหัสไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC)ในบางสถานที่ภายในอาคารที่พักอาศัยถึงเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัย. 

Arc Faults มาจากไหน?

ข้อผิดพลาดส่วนโค้งส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากสายไฟเก่า ขั้วต่อหลวม หรือฉนวนเสียหาย เมื่อกระแสเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางปกติและ "ประกายไฟ" แบบสุ่ม จะปล่อยอุณหภูมิที่สูงมากออกมา หากมีวัตถุไวไฟอยู่ใกล้ๆ จะเกิดเพลิงไหม้ทันที

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์จำเป็นต้องมีความระมัดระวังเป็นพิเศษ: อุปกรณ์ต่างๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์ และกล่องรวมสัญญาณจะถูกใช้งานกลางแจ้งตลอดทั้งปี โดยต้องสัมผัสกับลม แสงแดด ความชื้น ความหนาวเย็น และฝุ่น สายไฟและขั้วต่อมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพและเสียหายได้ง่าย มีรายงานว่าไฟไหม้ PV มากกว่า 80% เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง ไม่ว่าจะเป็นระบบ PV บนชั้นดาดฟ้าขนาดเล็กหรือโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ครอบคลุมพื้นที่หลายร้อยเอเคอร์ เมื่อปัญหานี้เกิดขึ้น ความเสียหายของอุปกรณ์ก็เป็นสิ่งที่น่ากังวลน้อยที่สุด หากตรวจไม่พบความสูญเสียนั้นไม่สามารถคำนวณได้ทันเวลา

AFCI Circuit Breaker ทำงานอย่างไร? การปิดระบบระดับมิลลิวินาที ไม่มีโอกาสที่เปลวไฟจะลุกไหม้

เบรกเกอร์ AFCI แตกต่างจากเซอร์กิตเบรกเกอร์ทั่วไป โดยจะตรวจสอบสัญญาณกระแสในวงจรอย่างต่อเนื่อง สามารถระบุส่วนโค้งอนุกรม (เช่น ประกายไฟจากสายไฟหัก) ส่วนโค้งแบบขนาน (เช่น ประกายไฟจากสายไฟสองเส้นสัมผัสกัน) และส่วนโค้งกราวด์ได้อย่างแม่นยำ

เมื่อตรวจพบส่วนโค้ง มันจะตัดกระแสออกเป็น "มิลลิวินาที" เพื่อให้เข้าใจง่าย เร็วกว่าชั่วพริบตา! ส่วนโค้งจะไม่มีโอกาสกระจายหรือจุดชนวนวัตถุที่อยู่ใกล้เคียง ในอดีต หากไม่มีอุปกรณ์นี้ แม้ว่าจะมีการตรวจพบส่วนโค้งก็ตาม การปิดเครื่องด้วยตนเองก็จะสายเกินไป ในปัจจุบัน AFCI ก็เหมือนกับการติดตั้ง "สวิตช์ดับเพลิงอัตโนมัติ" ให้กับระบบ เพิ่มความปลอดภัยอย่างมาก

AFCI Circuit Breakers ติดตั้งอยู่ที่ไหนในระบบ PV?

เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ไม่ได้ติดตั้งแบบสุ่ม โดยจะต้องจับคู่กับ "ส่วนสำคัญ" ของระบบ PV เพื่อลดความเสี่ยงอย่างเต็มที่:

1. ระดับโมดูล: แต่ละแผงจะได้รับ "โล่ความปลอดภัย"

การเดินสายไฟของแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงถือเป็น "พื้นที่ความถี่สูง" สำหรับข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง ตัวอย่างเช่น ขั้วต่อที่หลวมระหว่างแผงหรือสายไฟที่เสื่อมสภาพเนื่องจากการสัมผัสกับแสงในระยะยาว ในระดับนี้ การติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI สำหรับแต่ละแผงจะทำให้แน่ใจได้ว่าหากเกิดส่วนโค้งในแผงเดียว แหล่งจ่ายไฟของไฟจะถูกตัดทันทีโดยไม่ส่งผลกระทบต่อแผงที่อยู่ติดกัน เทียบเท่ากับการจัดเตรียม "บอดี้การ์ดส่วนตัว" ให้กับแต่ละแผง

2. ระดับสตริง: ข้อผิดพลาดในสตริงหนึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อผู้อื่น

ระบบ PV จำนวนมากเชื่อมต่อแผงหลายแผงเข้าด้วยกันเป็น "สตริง" หากไม่มี AFCI หากส่วนโค้งเกิดขึ้นในแผงสตริงเดียว สตริงทั้งหมดจะต้องถูกปิด การติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ที่ปลายเอาต์พุตของสายจะตัดเฉพาะสายที่ชำรุดเท่านั้น ทำให้สายปกติอื่นๆ สามารถผลิตพลังงานต่อไปได้ วิธีนี้จะหลีกเลี่ยงการลดกำลังผลิตของโรงไฟฟ้าทั้งหมดเนื่องจากปัญหาเล็กๆ น้อยๆ เพียงอย่างเดียว

3. ระดับอินเวอร์เตอร์: การปกป้อง "หัวใจ" ของระบบ

อินเวอร์เตอร์คือ "หัวใจ" ของระบบ PV ซึ่งทำหน้าที่แปลงไฟ DC เป็นไฟ AC หากส่วนโค้งเกิดขึ้นที่นี่ ทั้งระบบอาจเป็นอัมพาตได้ การติดตั้ง AFCI ที่ระดับอินเวอร์เตอร์จะตัดกระแสไฟฟ้าฟอลต์ในกรณีแรก ไม่เพียงแต่ปกป้องอินเวอร์เตอร์ แต่ยังป้องกันไม่ให้ฟอลต์แพร่กระจายไปยังฝั่งกริด ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยโดยตรง

นอกเหนือจากการป้องกันอัคคีภัย: AFCI Circuit Breakers ให้ประโยชน์อะไรอีกบ้าง

1. ความปลอดภัยที่เชื่อถือได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ไม่ว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะอยู่บนหลังคาที่มีความชื้นในจีนตอนใต้หรือพื้นที่ที่เต็มไปด้วยฝุ่นทางตอนเหนือของจีน เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI จะรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคง พวกเขาตรวจสอบวงจรอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าอุปกรณ์ที่เสื่อมสภาพ (เกิดจากสภาพแวดล้อม) ทำให้เกิดส่วนโค้ง แต่ AFCI ก็สามารถตัดไฟได้ทันที ด้วยอุปกรณ์นี้ คุณจึงไม่ต้องกังวลว่าโรงไฟฟ้าจะเกิดเพลิงไหม้ทุกวัน ไม่ว่าอุณหภูมิสูงหรือสภาพอากาศจะมีฝนตกก็ตาม

2. O&M ที่ง่ายดาย—ไม่มีการแก้ไขปัญหาแบบซ่อนเร้นอีกต่อไป

AFCI ส่วนใหญ่มาพร้อมกับการตรวจสอบอัจฉริยะและส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ไปยังแบ็กเอนด์ หากเกิดข้อผิดพลาด การแจ้งเตือนจะถูกส่งไปยังโทรศัพท์ของคุณ ช่างเทคนิค O&M ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบแผงควบคุมทีละแผง พวกเขาสามารถระบุปัญหาได้โดยตรงตามการแจ้งเตือน ช่วยประหยัดเวลาและค่าแรงได้มาก ตัวอย่างเช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ของ Fonrich เชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มการตรวจสอบ SafeSolar คุณสามารถดูได้อย่างรวดเร็วว่าวงจรใดมีส่วนโค้งและเกิดขึ้นเมื่อใด ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ O&M ได้อย่างมาก

3. การปฏิบัติตามมาตรฐาน—การอนุมัติโครงการที่ราบรื่น

ปัจจุบัน หลายประเทศและภูมิภาคมีข้อกำหนดที่เข้มงวดในการติดตั้ง AFCI ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เช่น มาตรฐาน NEC ในสหรัฐอเมริกาและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องในจีน การติดตั้ง AFCI ที่ได้มาตรฐาน (เช่น Fonrich's ซึ่งตรงตามมาตรฐาน UL 1699B) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโครงการทั้งแบบใช้เองและแบบเชื่อมต่อโครงข่ายจะได้รับการยอมรับได้อย่างราบรื่น ขณะเดียวกันก็เพิ่มความสามารถในการแข่งขันในตลาดของโครงการด้วย

4. ติดตั้งและบำรุงรักษาง่าย—เหมาะสำหรับระบบเก่า

การติดตั้ง AFCI นั้นคล้ายคลึงกับการติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ทั่วไป โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงระบบที่มีอยู่ ทำให้เหมาะสำหรับการดัดแปลงโรงไฟฟ้าเก่า ตัวอย่างเช่น ระบบ PV เก่าบางระบบที่ใช้งานมา 5-6 ปีสามารถอัปเกรดด้วย AFCI ได้ ผลิตภัณฑ์ของ Fonrich เข้ากันได้โดยตรงกับอุปกรณ์ดั้งเดิม และการติดตั้งใช้เวลาเพียงครึ่งวัน ซึ่งช่วยลดเวลาหยุดทำงานและหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักในการผลิตไฟฟ้า

อนาคตของ AFCI: ชาญฉลาดยิ่งขึ้นด้วย "การทำนายความเสี่ยง" ตั้งแต่เนิ่นๆ

ในอนาคต เซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI จะมีความก้าวหน้ายิ่งขึ้นไปอีก โดยไม่เพียงแต่จะ "ตรวจจับข้อผิดพลาด" เท่านั้น แต่ยังรวมเข้ากับอินเวอร์เตอร์ กล่องรวมสัญญาณ และอุปกรณ์อื่นๆ ได้อย่างราบรื่น เพื่อระบุได้อย่างชัดเจนว่าแผงหรือขั้วต่อใดชำรุด เมื่อรวมกับเทคโนโลยี IoT พวกเขายังจะประมวลผลข้อมูลผ่านแพลตฟอร์มคลาวด์เพื่อคาดการณ์ความเสี่ยงอาร์คที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น หากตัวเชื่อมต่อส่งสัญญาณที่ผิดปกติซ้ำ ๆ ตัวเชื่อมต่อจะแจ้งเตือนช่างเทคนิค O&M ให้ดำเนินการบำรุงรักษาเชิงรุก เพื่อขจัดความเสี่ยงที่ต้นทาง

สรุป: สำหรับความปลอดภัยของ PV AFCIs เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้

ในอุตสาหกรรม PV ในปัจจุบัน ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญที่สุดเสมอ และเซอร์กิตเบรกเกอร์ AFCI ก็เป็น "แนวป้องกันหลัก" จากเพลิงไหม้ที่เกิดจากอาร์ก ไม่ว่าจะสำหรับโรงไฟฟ้าใหม่หรือการติดตั้งเพิ่มตามอายุ การเลือก AFCI ที่เหมาะสม (เช่น Fonrich's ซึ่งมีความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่ง การรับรองด้านความปลอดภัย และการตรวจสอบอัจฉริยะ) ไม่เพียงแต่ป้องกันอัคคีภัยและลดต้นทุน O&M แต่ยังรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐาน ทำให้โรงไฟฟ้าทำงานได้อย่างเสถียร เมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่ AFCI จะกลายเป็น "มาตรฐานสำคัญ" สำหรับระบบ PV อย่างไม่ต้องสงสัย ซึ่งปูทางไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม PV อย่างปลอดภัย