แนวทางที่จำเป็นสำหรับการกำหนดขนาดตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ในระบบขนาดใหญ่
ความสำเร็จของฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1.5 เมกะวัตต์ขึ้นอยู่กับ ตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ . ส่วนประกอบสำคัญเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นจุดรวมกลางสำหรับสายไฟฟอโต้วอลตาอิกหลายสาย ทำให้การกำหนดค่าอย่างถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบ เมื่อพิจารณาขนาดของตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ วิศวกรจะต้องพิจารณาปัจจัยทางเทคนิคต่างๆ อย่างรอบคอบ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ อัตราค่ากระแสลัดวงจร และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อการติดตั้ง
ตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาอย่างดีไม่เพียงแต่ช่วยให้การเก็บพลังงานไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงสุด แต่ยังมีฟีเจอร์ป้องกันที่จำเป็นเพื่อรักษาการลงทุนของคุณ อีกทั้งคู่มือฉบับสมบูรณ์นี้จะแนะนำคุณในประเด็นสำคัญเกี่ยวกับการเลือกขนาดตู้รวมสำหรับการติดตั้งระดับยูทิลิตี้ ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบให้สูงสุด
การเข้าใจส่วนประกอบและข้อกำหนดของตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์
ส่วนประกอบหลักของตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์
ตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์มีส่วนประกอบสำคัญหลายชิ้นที่ทำงานร่วมกันเพื่อรวบรวมและป้องกับวงจรสายไฟ PV อย่างมีประสิทธิภาพ บัสบาร์หลักทำหน้าที่เป็นจุดรวมพลังงาน ในขณะที่ฟิวส์ทำหน้าที่ป้องกันกระแสเกินสำหรับสายแต่ละเส้น ส่วนประกอบเพิ่มเติมได้แก่ อุปกรณ์ป้องกันแรงดันกระชาก อุปกรณ์แยกวงจร และอุปกรณ์ตรวจสอบเมื่อมีการระบุไว้
ค่าระดับของตู้ครอบคลุมต้องสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมของการติดตั้ง โดยทั่วไปต้องใช้มาตรฐาน NEMA 4X หรือสูงกว่าสำหรับการติดตั้งภายนอก โครงสร้างภายในต้องเอื้ออำนวยต่อการระบายความร้อนอย่างเหมาะสม และต้องมีพื้นที่ใช้งานเพียงพอสำหรับเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา
ข้อกำหนดทางเทคนิคและข้อกำหนดด้านค่าระดับ
เมื่อเลือกตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ จำเป็นต้องพิจารณาค่าการจัดอันดับที่สำคัญหลายประการ โดยค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบจะต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นในระบบ รวมถึงการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ นอกจากนี้ ค่ากระแสไฟฟ้าสำหรับบัสบาร์และขั้วต่อจะต้องรองรับได้ถึง 125% ของกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดตามข้อกำหนดของ NEC
ควรคำนวณค่าแรงดันตกคร่อมชิ้นส่วนของตู้รวมพลังงาน เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพของระบบ โดยทั่วไป แรงดนตกทั้งหมดจากขาเข้าของสายเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังขาออกของตู้รวมจะไม่ควรเกิน 1% ในสภาวะโหลดเต็ม
การคำนวณค่าเรตติ้งของฟิวส์และความต้องการในการป้องกัน
วิธีการคำนวณขนาดฟิวส์ของสาย
การเลือกขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมเริ่มต้นจากการคำนวณค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตสำหรับฟิวส์แบบอนุกรม (MSFR) ของโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ ฟิวส์ที่เลือกต้องสามารถป้องกันกระแสย้อนกลับได้ ในขณะเดียวกันก็อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าทำงานตามปกติไหลผ่านได้อย่างไม่มีอุปสรรค โดยทั่วไป ขนาดของฟิวส์จะถูกกำหนดไว้ที่ 1.56 เท่าของค่ากระแสลัดวงจร (Isc) ของโมดูล เพื่อชดเชยปัจจัยจากสภาพแวดล้อม
ต้องพิจารณาการลดค่าความสามารถในการนำกระแสของฟิวส์ตามอุณหภูมิ เนื่องจากความสามารถในการนำกระแสของฟิวส์จะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สำหรับการติดตั้งในระดับระบบสาธารณูปโภค การเลือกฟิวส์ควรคำนึงถึงอุณหภูมิโดยรอบสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น รวมกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในตู้ควบคุม
การประสานงานการป้องกันจากกระแสเกิน
การประสานงานการป้องกันทำให้มั่นใจได้ว่าฟิวส์จะทำงานตามลำดับที่ถูกต้องในระหว่างภาวะขัดข้อง อุปกรณ์ป้องกันวงจรขาออกหลักต้องถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกันอย่างเหมาะสมกับฟิวส์ของแต่ละสตริง เพื่อรักษาระบบเลือกการทำงาน (selectivity) สิ่งนี้ช่วยป้องกันการตัดการทำงานโดยไม่จำเป็น และช่วยจำกัดบริเวณที่เกิดข้อผิดพลาดให้แคบลงมากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ในอาร์เรย์
ตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นใหม่มักมีฟีเจอร์การตรวจสอบขั้นสูงที่สามารถแจ้งเตือนผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับสภาพการเกิดกระแสเกินที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่ฟิวส์จะทำงาน ความสามารถในการทำนายล่วงหน้านี้ช่วยรักษาระดับการทำงานของระบบและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
แนวทางการเลือกขนาดบัสแอมแปร์และตัวนำไฟฟ้า
ข้อกำหนดเกี่ยวกับแอมแปร์ของบัสหลัก
บัสหลักจะต้องถูกออกแบบให้มีขนาดเพียงพอที่จะรองรับกระแสไฟฟ้ารวมจากสายทั้งหมดที่เชื่อมต่อ โดยต้องมีระยะปลอดภัยที่เหมาะสม ข้อกำหนด NEC ระบุว่า กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องจะต้องไม่เกิน 80% ของค่าเรทติ้งของบัส สำหรับการติดตั้งขนาด 1.5 เมกะวัตต์ จะต้องให้ความสำคัญอย่างมากกับการกระจายกระแสไฟฟ้าและการระบายความร้อนภายในตู้
การเลือกวัสดุของบัสมีผลต่อความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าและต้นทุน ในขณะที่ทองแดงมีความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ดีกว่า แต่บัสอะลูมิเนียมที่ชุบผิวอย่างเหมาะสมสามารถเป็นทางเลือกที่ประหยัดต้นทุนได้ หากมีการคำนวณขนาดให้เหมาะสมกับการใช้งาน
พิจารณาเกี่ยวกับขั้วต่อและตัวนำไฟฟ้า
การเลือกขั้วต่อต้องคำนึงถึงข้อกำหนดทั้งด้านไฟฟ้าและกลไก ขั้วต่อต้องมีค่าเรทติ้งสำหรับแรงดันสูงสุดของระบบ และต้องมีขนาดที่เหมาะสมกับขนาดของตัวนำที่เลือกใช้ ความแข็งแรงทางกลมีความสำคัญอย่างยิ่งในการติดตั้งภายนอกอาคาร เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสามารถทำให้เกิดแรงเครียดที่จุดต่อได้
การกำหนดขนาดของตัวนำภายในตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ต้องคำนึงถึงการลดค่าความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าเนื่องจากอุณหภูมิโดยรอบและการบรรจุท่อร้อยสายไฟ ตัวนำทั้งหมดควรเลือกใช้ตาม 125% ของกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดที่จะต้องนำส่ง
การวิเคราะห์แรงดันตกและประสิทธิภาพของระบบ
การคำนวณแรงดันตกทั้งหมด
แรงดันตกผ่านตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์มีผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ และต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง แรงดันตกทั้งหมดจากช่องสัญญาณขาเข้าไปยังขาออกของตู้รวมควรคำนวณโดยพิจารณาจุดต่อและตัวนำทั้งหมด โดยปกติแล้วจุดต่อแต่ละจุดจะก่อให้เกิดแรงดันตกประมาณ 0.1 ถึง 0.2 โวลต์ภายใต้โหลดเต็ม
ซอฟต์แวร์การจำลองขั้นสูงสามารถช่วยคาดการณ์การตกของแรงดันภายใต้เงื่อนไขการทำงานต่างๆ ซึ่งช่วยให้นักออกแบบสามารถปรับแต่งการเลือกและจัดวางชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด
เทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพ
สามารถใช้เทคนิคหลายประการเพื่อลดการตกของแรงดันและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ การใช้ตัวนำที่มีขนาดใหญ่กว่าขั้นต่ำที่กำหนด การติดตั้งบัสแบบขนาน และการจัดเส้นทางเดินสายอย่างเหมาะสม ล้วนช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้ โดยต้นทุนวัสดุที่เพิ่มขึ้นมักจะคุ้มค่าเมื่อพิจารณาจากประสิทธิภาพของระบบตลอดอายุการใช้งาน
การตรวจสอบอุณหภูมิด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนและการทดสอบความต้านทานของการเชื่อมต่อเป็นประจำ ช่วยรักษาระดับประสิทธิภาพให้อยู่ในเกณฑ์สูงสุด โดยสามารถระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ก่อนที่จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำงาน
ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและติดตั้ง
กลยุทธ์การจัดการอุณหภูมิ
การจัดการอุณหภูมิอย่างมีประสิทธิภาพมีความสำคัญต่ออายุการใช้งานและความสามารถในการทำงานของตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบระบายอากาศของตู้จะต้องได้รับการออกแบบเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิภายในให้อยู่ในขีดจำกัดที่ยอมรับได้สำหรับชิ้นส่วนทั้งหมด ซึ่งอาจจำเป็นต้องใช้ช่องระบายอากาศ พัดลม หรือระบบควบคุมสภาพอากาศ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้ง
ระบบตรวจสอบอุณหภูมิสามารถให้คำเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับปัญหาของระบบระบายความร้อน หรือการสะสมความร้อนที่ไม่คาดคิด ทำให้สามารถดำเนินการบำรุงรักษาเชิงป้องกันได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายแก่ชิ้นส่วน
ข้อกำหนดการติดตั้งทางกายภาพ
ตำแหน่งการติดตั้งตู้จะต้องพิจารณาถึงการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา การป้องกันจากความเสียหายทางกายภาพ และการจัดเส้นทางสายเคเบิลให้มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้จะต้องเว้นระยะพื้นที่ทำงานอย่างเพียงพอรอบตู้ตามที่กฎหมายด้านไฟฟ้ากำหนด โครงสร้างที่ใช้ยึดตู้จะต้องสามารถรองรับน้ำหนักของตู้รวมทั้งน้ำหนักเพิ่มเติมจากน้ำแข็งหรือหิมะที่อาจสะสมในกรณีติดตั้งกลางแจ้ง
การวางแผนติดตั้งควรรวมถึงการพิจารณาสำหรับการขยายในอนาคตและการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา ซึ่งอาจมีผลต่อการเลือกขนาดของตู้และตำแหน่งการติดตั้ง
คำถามที่พบบ่อย
ปัจจัยใดบ้างที่กำหนดขนาดที่ต้องการของตู้รวมสัญญาณพลังงานแสงอาทิตย์
ขนาดของตู้รวมสัญญาณพลังงานแสงอาทิตย์ถูกกำหนดโดยปัจจัยสำคัญหลายประการ ได้แก่ จำนวนวงจรขาเข้า สูงสุดของแรงดันระบบ ความจุกระแสไฟฟ้ารวมที่ต้องการ พื้นที่สำหรับอุปกรณ์ป้องกัน และระยะห่างในการทำงานเพื่อการเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษา นอกจากนี้สภาพแวดล้อมและข้อกำหนดในการขยายระบบในอนาคตยังมีผลต่อการเลือกขนาดตู้
ควรตรวจสอบตู้รวมสัญญาณพลังงานแสงอาทิตย์บ่อยเพียงใด
ควรมีการตรวจสอบตู้รวมสัญญาณพลังงานแสงอาทิตย์เป็นประจำอย่างน้อยปีละหนึ่งครั้ง โดยแนะนำให้ตรวจสอบบ่อยขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การถ่ายภาพความร้อน การทดสอบความต้านทานของการต่อสายไฟ และการตรวจสอบด้วยตาเปล่าของชิ้นส่วนต่างๆ ควรเป็นส่วนหนึ่งของขั้นตอนการบำรุงรักษา เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูงสุด
สัญญาณที่บ่งชี้ว่าตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์มีขนาดเล็กเกินไปคืออะไร
ตัวชี้วัดทั่วไปที่แสดงว่าตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์มีขนาดเล็กเกินไป ได้แก่ อุณหภูมิภายในที่สูงเกินไป การทำงานของเบรกเกอร์หรือฟิวส์บ่อยครั้ง ความเสียหายจากความร้อนที่มองเห็นได้บนชิ้นส่วนต่างๆ และการตกของแรงดันไฟฟ้าที่เกินข้อกำหนดในการออกแบบ การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอลดสามารถช่วยระบุปัญหาเหล่านี้ก่อนที่จะนำไปสู่ความล้มเหลวของระบบ
สารบัญ
- แนวทางที่จำเป็นสำหรับการกำหนดขนาดตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์ในระบบขนาดใหญ่
- การเข้าใจส่วนประกอบและข้อกำหนดของตู้รวมพลังงานแสงอาทิตย์
- การคำนวณค่าเรตติ้งของฟิวส์และความต้องการในการป้องกัน
- แนวทางการเลือกขนาดบัสแอมแปร์และตัวนำไฟฟ้า
- การวิเคราะห์แรงดันตกและประสิทธิภาพของระบบ
- ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและติดตั้ง
- คำถามที่พบบ่อย