ทำไมระบบหลายสายถึงต้องการ SPD มากกว่าหนึ่งจุด
ระบบ multi-string ไม่ได้มีช่องทางเดียวให้ surge ไหลเข้า เข้าใจโครงสร้างนี้ก่อน ถึงจะวางแผนป้องกันได้ถูก
Surge ไหลเข้าระบบโซล่าได้กี่เส้นทาง
ฟ้าผ่าลงพื้นที่ใกล้แผงไม่ต้องโดนตรง แค่เหนี่ยวนำก็สร้าง surge วิ่งเข้าระบบได้แล้ว เส้นทางหลักมีสามทาง คือสาย DC จากแผงมาอินเวอร์เตอร์ สาย AC ฝั่งกริดที่เชื่อมเข้าบ้าน และสายดินที่ถ้าต่อผิดจะกลายเป็นทางนำ surge เข้าแทนที่จะระบายออก
ระบบที่มีหลาย string ก็มีสาย DC หลายเส้นขึ้นตามจำนวน ทุกเส้นคือช่องทางที่ surge วิ่งเข้าได้อิสระ ติด SPD DC ตัวเดียวที่ string แรก ก็แค่ปิดช่องทางเดียว ส่วนที่เหลือยังเปิดอยู่ครบ
MPPT input แต่ละช่องคือความเสี่ยงแยกกัน
อินเวอร์เตอร์รุ่นที่มีสอง MPPT input ขึ้นไปรับสัญญาณจาก string แยกกันโดยสิ้นเชิง วงจรภายในของแต่ละ input ก็แยกกัน SPD ที่ต่อกับ string แรกจึงป้องกันได้แค่ input แรก ไม่ได้ครอบคลุมไปถึง input ที่สองหรือสามโดยอัตโนมัติแต่อย่างใด
เคสที่เจอบ่อยคืออินเวอร์เตอร์ 5 kW สอง MPPT ติด SPD DC ไว้ที่ string ทางทิศใต้ตัวเดียว พอฟ้าผ่าลงแถวนั้น string ทิศตะวันตกที่ไม่มี SPD รับ surge เต็มๆ อินเวอร์เตอร์เสียทั้งตัวแม้จะ "ติด SPD แล้ว" ค่าซ่อมอินเวอร์เตอร์กับค่า SPD อีกตัวที่ควรซื้อตั้งแต่แรกต่างกันหลายเท่า
ระบบที่ไม่มีสายดินที่ดีทำให้ SPD ใช้ไม่ได้เลย
SPD ทำงานโดยเบี่ยง surge ออกทางสายดิน ถ้าสายดินมีค่าความต้านทานสูงหรือต่อไม่ถูกต้อง surge ก็ระบายออกไม่ได้ แรงดันที่ควรหายลงดินก็วิ่งย้อนเข้าอุปกรณ์แทน
ติด SPD ครบทุก string แต่สายดินไม่ได้มาตรฐาน ผลลัพธ์คือเหมือนไม่ได้ติดเลย มาตรฐานที่ใช้อ้างอิงบ้านเราคือ IEC 62305 และข้อกำหนดการไฟฟ้าฯ ค่าความต้านทานดินที่ดีควรอยู่ที่ ไม่เกิน 10 โอห์ม สำหรับระบบโซล่าทั่วไป งานนี้ต้องวัดจริง ไม่ใช่แค่ปักหลักดินแล้วจบ
ดูเพิ่มที่: spd ac dc ออนกริด
DC-สาย-จุดต่อ เลือก SPD ให้ครอบคลุมทุก string ทุก MPPT
นี่คือแกนหลักของการวางแผน SPD ในระบบหลายสาย ก่อนกดสั่งของให้พกสามตัวแปรนี้ไว้ในหัว: DC ฝั่งแผง, สาย AC ฝั่งกริด, จุดต่อสายดิน — ขาดตัวใดตัวหนึ่ง ระบบป้องกันก็รั่ว เรียกสั้นๆ ว่า DC-สาย-จุดต่อ แล้วไล่ทีละจุด
DC ฝั่งแผง ต้องมี SPD ทุก string ไม่ใช่แค่ string แรก
หลักการตรงไปตรงมา: string กี่เส้น SPD DC กี่ตัว ติดที่ทางเข้าของแต่ละ string ก่อนถึง MPPT input หรือก่อนเข้า combiner box ตัว SPD ต้องอยู่ upstream ของอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันเสมอ
สเปกที่ต้องเช็กก่อนเลือกซื้อ:
- Uc (แรงดันป้องกัน) ต้องสูงกว่า Voc ของ string — ถ้า Voc string อยู่ที่ 400V เลือก SPD ที่ Uc ≥ 600-800V ขึ้นไป
- In (กระแส surge nominal) ควรได้อย่างน้อย 20 kA
- Imax (กระแส surge สูงสุด) ควรได้ 40 kA ขึ้นไปสำหรับพื้นที่ฟ้าผ่าบ่อย
ถ้าระบบมี combiner box รวมหลาย string ก่อนเข้าอินเวอร์เตอร์ ก็ติด SPD DC ไว้ในกล่องนั้นได้เลย สะดวกกว่าวิ่งสายแยกแต่ละ string แต่ต้องมั่นใจว่า SPD ที่เลือกรองรับแรงดัน Voc รวมของ string ที่ต่อขนานกันด้วย
DC SPD 1000VDC 2P ที่บทความแนะนำให้ติดตั้งอย่างน้อยหนึ่งตัวต่อ string — ครอบคลุมการป้องกันฟ้าผ่าฝั่ง DC ที่ระบบหลายสายต้องการ
ดูสินค้าNano DC SPD 2P 1000V 20-40KA — ตัวเลือกที่มีคุณภาพสูง (rating 5.0) สำหรับป้องกันแต่ละ string ในระบบหลายสาย
ดูสินค้าTakamura DC SPD 2P 1000VDC Type 2 20-40kA — ป้องกันไฟกระชากและฟ้าผ่าสำหรับระบบโซล่าเซลล์ที่บทความเตือนเรื่องช่องโหว่ที่ string เปิดโล่ง
ดูสินค้าสาย AC ฝั่งกริด ต้องติดแม้จะมี SPD DC แล้ว
Surge จากกริด AC เข้าอินเวอร์เตอร์ได้ทางฝั่ง AC เช่นกัน โดยเฉพาะช่วงฝนตกหนักที่ฟ้าผ่าลงสายส่งหรือหม้อแปลงแถวนั้น แรงดันเกินวิ่งเข้าบ้านผ่านสายไฟ AC ก่อนที่อินเวอร์เตอร์จะรับ
SPD AC Type 2 ที่ตู้ไฟ AC จึงไม่ใช่ optional แต่เป็นส่วนที่ต้องมีควบคู่กัน ระบบที่ป้องกันฝั่ง DC ครบแต่ไม่มีฝั่ง AC ก็ยังมีช่องโหว่อยู่ครึ่งหนึ่ง นี่คือแกนที่สองของ DC-สาย-จุดต่อ ที่คนมักมองข้ามเพราะโฟกัสแต่ฝั่งแผง
AC SPD 385V 2P 40KA — ป้องกันฝั่ง AC ที่บทความเตือนว่าอย่าลืม SPD ฝั่ง AC ที่ตู้ไฟ เพราะ surge เข้าได้สองทาง
ดูสินค้าSuntree AC SPD 4P 385V 20K/40KA — ตัวเลือกระดับพรีเมียมสำหรับระบบ AC ที่ต้องการความปลอดภัยสูง
ดูสินค้าType 1 vs Type 2 ระบบโซล่าบนหลังคาบ้านควรใช้ตัวไหน
SPD Type 1 ออกแบบมารับ direct lightning strike โดยตรง ต้องใช้ร่วมกับสายล่อฟ้า (lightning rod system) ที่ติดตั้งถูกต้อง ถ้าไม่มีสายล่อฟ้า ติด Type 1 ไปก็ไม่ได้ประสิทธิภาพเต็มที่
ระบบโซล่าบนหลังคาบ้านทั่วไปที่ไม่มีสายล่อฟ้า เริ่มจาก Type 2 ก่อนได้เลย Type 2 ป้องกัน induced surge ที่เกิดจากฟ้าผ่าในระยะใกล้ ซึ่งเป็นสาเหตุที่พบบ่อยกว่าการโดนตรงมาก ค่าใช้จ่ายต่ำกว่า Type 1 และติดตั้งง่ายกว่า ถ้าพื้นที่ฟ้าผ่าหนักมากหรืออาคารสูงค่อยพิจารณาอัปเป็น Type 1+2 ทีหลัง
ข้อผิดพลาดที่ทำให้ SPD ใช้ไม่ได้แม้ติดครบ
ติดแล้วแต่ยังพัง เป็นเรื่องที่เจอบ่อยกว่าที่คิด ส่วนใหญ่มาจากการติดตั้งผิดจุดหรือสายดินไม่ได้เรื่อง
สายต่อ SPD ยาวเกินไปทำให้ inductance กินประสิทธิภาพ
Surge วิ่งเร็วมาก สายที่ยาวหรือขดวนมี inductance สะสม ทำให้แรงดัน surge ยังดันเข้าอุปกรณ์ได้ก่อนที่ SPD จะระบายออกทัน ผลคือ SPD ทำงาน แต่ไม่ทันพอ
สายต่อจาก SPD ลงจุดต่อสายดินควรสั้นที่สุดเท่าที่ทำได้ ดึงตรง ไม่ขดวน ไม่อ้อมเสา ถ้าต้องเดินยาวหน่อยก็ใช้สายหน้าตัดใหญ่ขึ้นเพื่อลด impedance แทน นี่คือจุดที่คนมักประหยัดสายแล้วเสียของแพงทีหลัง
ติด SPD หลังอินเวอร์เตอร์ไม่ได้ป้องกันอินเวอร์เตอร์
ตำแหน่งคือทุกอย่าง SPD ต้องอยู่ก่อน (upstream) อุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันเสมอ ถ้าติด SPD หลังอินเวอร์เตอร์ในวงจร AC surge ก็ผ่านอินเวอร์เตอร์ไปแล้วก่อนที่ SPD จะเริ่มทำงาน
ฝั่ง DC: SPD อยู่ระหว่างแผงกับ MPPT input — ฝั่ง AC: SPD อยู่ที่ตู้ไฟก่อนโหลดในบ้าน ลำดับนี้ห้ามสลับ
SPD มีอายุการใช้งาน ต้องเช็กสถานะหน้าต่างบอกสภาพ
SPD ทำงานโดยใช้ MOV (Metal Oxide Varistor) ดูด surge ทิ้ง ทุกครั้งที่รับ surge MOV เสื่อมลงนิดหนึ่ง รับสะสมมากพอก็หมดสภาพ ปัญหาคือจากภายนอกดูเหมือนปกติ แต่ข้างในไม่ทำงานแล้ว
SPD ส่วนใหญ่มีหน้าต่างแสดงสถานะ สีเขียวคือยังใช้ได้ สีแดงหรือเหลืองคือต้องเปลี่ยน ควรเปิดตู้มาดูหลังฤดูฝนทุกปี โดยเฉพาะปีที่ฟ้าผ่าบ่อย อย่าสมมติว่าติดไว้แล้วใช้ได้ตลอดชีพ
เลือก SPD ให้เหมาะกับขนาดระบบโซล่าของคุณ
ระบบขนาดต่างกัน สเปก SPD ที่ต้องการก็ต่างกัน ดูตรงนี้ก่อนกดสั่งของ
ระบบเล็กหลังบ้าน 1-3 kW ต้องการอะไรบ้าง
ระบบขนาดนี้มักมี 1-2 string และ MPPT input เดียวหรือสอง SPD ที่ต้องการก็ไม่ซับซ้อน SPD DC Type 2 หนึ่งตัวต่อหนึ่ง string บวก SPD AC Type 2 ที่ตู้ไฟอีกตัว รวมแล้ว 2-3 ตัว ก็ครอบคลุมระบบได้ครบ
ค่า SPD รวมทั้งชุดอยู่ที่หลักพันต้นๆ เทียบกับค่าซ่อมหรือเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ที่เริ่มต้นหลักหมื่น ตัวเลขนี้พูดแทนตัวเองได้ดีพอ
Suntree DC SPD 800V 2P 20-40KA — ครอบคลุมระบบ DC ที่มี Voc ต่ำกว่า 1000V ตามที่บทความแนะนำให้เช็ก Voc ของแต่ละ string
ดูสินค้าTAXNELE DC SPD 600V/1000V 2P 20KA/40KA — ให้ตัวเลือกแรงดันหลากหลายสำหรับระบบที่มี Voc แตกต่างกัน ตามที่บทความเน้นการเช็ก Voc ของแต่ละชุด
ดูสินค้าระบบใหญ่ 5-10 kW ขึ้นไปที่มีหลาย MPPT
ระบบที่มีอินเวอร์เตอร์สอง MPPT ขึ้นไป หรือมี combiner box รวมหลาย string ก่อนเข้าอินเวอร์เตอร์ ต้องวางแผน SPD ให้ครอบทุกจุดเข้า ตัวเลือกมีสองแนว:
- วาง SPD DC แยกแต่ละ string ก่อนเข้า combiner — ควบคุมได้ละเอียด แต่ใช้ตัวมากกว่า
- ใช้ SPD DC ที่รองรับหลาย string ในกล่อง combiner เดียว — ประหยัดพื้นที่ แต่ต้องเลือกรุ่นที่รองรับจำนวน string และแรงดันรวมได้จริง
งานออกแบบและเดินสายระบบขนาดนี้ควรให้ ช่างไฟที่มีประสบการณ์ระบบ DC ทำ ไม่ใช่เพราะ SPD ซับซ้อน แต่เพราะสายดินที่ผิดพลาดทำให้ทุกตัวที่ติดไว้ไม่ทำงานเลย และงาน DC แรงดันสูงมีอันตรายจากอาร์กที่ไม่ดับเองแบบ AC
สเปกที่ต้องดูก่อนซื้อ SPD DC สำหรับโซล่าเซลล์
ก่อนเปิดร้านออนไลน์ให้ท่อง DC-สาย-จุดต่อ แล้วเช็กสเปกตามลำดับนี้:
- Uc — แรงดันป้องกันต่อเนื่อง ต้องสูงกว่า Voc ของ string ที่จะต่อ (ไม่ใช่ Vmp)
- In — กระแส surge nominal ที่ MOV รับได้ซ้ำๆ แนะนำ 20 kA ขึ้นไป
- Imax — กระแส surge สูงสุดที่รับได้ครั้งเดียว แนะนำ 40 kA สำหรับพื้นที่ฟ้าผ่าบ่อย
- Up — แรงดัน protection level ที่ SPD ยอมให้ผ่าน ยิ่งต่ำยิ่งดีต่ออุปกรณ์
- มาตรฐาน IEC 61643-31 — สำหรับ DC โดยเฉพาะ ไม่ใช่ IEC 61643-11 ที่เป็น AC
ตัวเลขเหล่านี้อยู่ในสเปกชีตของแผงโซล่าและ datasheet ของ SPD ถ้าร้านไม่มีข้อมูลให้ดู เปลี่ยนร้านได้เลย
Suntree AC SPD 1P 275V 20K/40KA — ตัวเลือกราคาประหยัดสำหรับระบบ AC ขนาดเล็กถึงกลาง
ดูสินค้าเจาะลึกต่อ: กันฟ้าผ่า SPD ไฟสถานะ