ทำไมเบรกเกอร์ DC ถึงขาด ทั้งที่ระบบดูปกติ
เบรกเกอร์ DC ทำงานต่างจากเบรกเกอร์ AC ที่ใช้ในบ้านทั่วไป และเงื่อนไขที่ทำให้มันทริปก็ต่างกันด้วย รู้จักสาเหตุจริงก่อนจะแก้ได้ถูกจุด
กระแสเกินจากแผงโดยตรง โดยเฉพาะตอนแดดจัด
ช่วงบ่ายสองถึงบ่ายสามที่แดดตั้งฉากหลังคา นั่นคือเวลาที่แผงโซล่าเซลล์ผลิตกระแสได้สูงที่สุด ค่าที่ได้จะใกล้เคียงหรือแตะ Isc (กระแสลัดวงจร) ซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่แผงทำได้จริง
ถ้าเลือกเบรกเกอร์ DC ขนาดพอดีกับ Isc หรือต่ำกว่า มันจะทริปทุกครั้งที่แดดแรง เพราะกระแสจริงที่ไหลผ่านแตะเพดานที่เบรกเกอร์รับได้พอดี ไม่ใช่ของเสีย แต่มันทำงานถูกต้องแล้ว เพียงแต่เราเลือกขนาดมาผิด
ต่อแผงขนานหลายแผ่น กระแสรวมเกินที่คำนวณไว้
การต่อแผงแบบขนาน (parallel) ทำให้แรงดันเท่าเดิม แต่กระแสรวมกัน ถ้ามีแผง 3 แผ่น แต่ละแผ่น Isc = 10A กระแสที่ไหลเข้าเบรกเกอร์ตัวเดียวคือ 30A รวม
เคสที่เจอบ่อยคือระบบที่ขยายทีหลัง เริ่มต้นสองแผ่งแล้วเพิ่มอีกแผ่งทีหลังโดยไม่ได้เปลี่ยนเบรกเกอร์ตาม พอแดดจัดสุดๆ กระแสรวมเกินทันที เบรกเกอร์ก็ขาด วนซ้ำทุกบ่าย จนกว่าจะรู้ว่าต้นเหตุอยู่ที่การขยายระบบ ไม่ใช่ตัวเบรกเกอร์เอง
ความร้อนสะสมในตู้และสายไฟที่ต้านทานสูงขึ้น
เบรกเกอร์ DC มีค่า derating ตามอุณหภูมิ พูดง่ายๆ คือยิ่งร้อนยิ่งทริปง่ายกว่าปกติ ตู้คอนโทรลที่ตั้งกลางแจ้งหรือในห้องที่ระบายอากาศไม่ดีอาจร้อนถึง 50-60°C ในช่วงบ่าย ซึ่งทำให้เบรกเกอร์ที่ rated 20A จริงๆ อาจทริปที่ 15-16A แล้ว
สายไฟที่ขั้วหลวมก็เพิ่มความต้านทาน ทำให้เกิดความร้อนที่จุดนั้นโดยเฉพาะ บางทีมองภายนอกดูปกติ แต่ขั้วสายที่ขันไม่แน่นคือต้นเหตุที่ทำให้เบรกเกอร์ DC ขาดบ่อยโดยไม่มีโหลดผิดปกติเลย
อ่านต่อ: ป้องกันไฟกระชาก โซล่าเซลล์
วิธีคำนวณขนาดเบรกเกอร์ DC ให้ตรงกับแผงโซล่าเซลล์
การเลือกแอมป์เบรกเกอร์ DC ไม่ใช่แค่ดูวัตต์ของแผง แต่ต้องดูจากตัวเลขที่ถูกต้องในสเปกชีตของแผง และเผื่อไว้ให้พอดี
อ่านค่า Isc และ Imp จากสเปกชีตแผง
สเปกชีตแผงโซล่าเซลล์ทุกแผ่นจะมีตัวเลขสองตัวที่ต้องรู้จัก
- Isc (Short Circuit Current) — กระแสสูงสุดที่แผงผลิตได้ ใช้เป็นฐานในการเลือกเบรกเกอร์
- Imp (Maximum Power Current) — กระแสที่จุดกำลังสูงสุด ต่ำกว่า Isc เล็กน้อย
ตัวเลขที่ต้องใช้คือ Isc เสมอ ไม่ใช่ Imp เพราะในสภาพแดดจัดและอุณหภูมิต่ำ (เช้าตรู่ที่อากาศเย็น) กระแสจริงอาจแตะ Isc ได้จริง ถ้าเลือกเบรกเกอร์ตาม Imp จะเผื่อไม่พอ
สูตรเผื่อกระแสที่ช่างไฟใช้จริง
หลักการที่ใช้กันในงานติดตั้งจริงคือเผื่อ 1.25 เท่าของ Isc เป็นขั้นต่ำ ตัวอย่างเช่น แผงที่มี Isc = 10A ให้คูณ 10 × 1.25 = 12.5A แล้วเลือกเบรกเกอร์ขนาดถัดไปที่มีขาย นั่นคือ 15A หรือ 16A
ระบบที่ต้องการความปลอดภัยสูงขึ้น เช่น ติดตั้งในพื้นที่ที่เข้าถึงยาก หรือมีแบตขนาดใหญ่ต่ออยู่ด้วย บางช่างจะเผื่อถึง 1.56 เท่า (10A × 1.56 = 15.6A → เลือก 20A) เพื่อให้มีระยะห่างจากขีดจำกัดมากพอ อย่าเผื่อน้อยเพื่อประหยัด เพราะเบรกเกอร์ DC ราคาไม่ได้แพงกว่ากันมากนัก
เบรกเกอร์ DC 550V-800V ขนาด 16A-63A จากแบรนด์ Suntree ที่มี rating 4.95 — ตรงกับการคำนวณ Isc × 1.25 ที่บทความแนะนำ สามารถเลือกขนาดแอมป์ให้เข้ากับแผงโซล่าเซลล์ได้
ดูสินค้าต่อขนานหลายแผ่น คำนวณยังไง
พอต่อขนานหลายแผ่ง ให้คำนวณกระแสรวมก่อน แล้วค่อยเผื่ออีกรอบ
- แผง N แผ่น × Isc ต่อแผ่น = กระแสรวม
- กระแสรวม × 1.25 = ขนาดเบรกเกอร์ขั้นต่ำ
- เลือกขนาดถัดไปที่มีจำหน่าย
ตัวอย่าง: แผง 4 แผ่น Isc = 9A ต่อแผ่น → รวม 36A → × 1.25 = 45A → เลือกเบรกเกอร์ 50A หรือ 63A
สิ่งที่หลายคนมองข้ามคือต้องใส่ฟิวส์หรือเบรกเกอร์ที่ แต่ละสตริง ด้วย ไม่ใช่แค่ที่รวม เพราะถ้าสตริงใดสตริงหนึ่งเกิดลัดวงจร กระแสจากสตริงอื่นจะไหลย้อนกลับเข้าไปในสตริงที่เสีย และทำให้สายไหม้ได้โดยที่เบรกเกอร์ตัวรวมไม่ทริป
เบรกเกอร์ DC 550V 2P ขนาด 16A-63A จากซันทรี rating 4.95 ขายเยอะ (35 ชิ้น) — ทางเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการเลือกแอมป์ตามสูตรที่บทความสอน
ดูสินค้าเบรกเกอร์ DC 1000V จาก CCS ขนาด 10A-63A rating 4.88 — ให้ตัวเลือกแอมป์หลากหลายสำหรับระบบที่ต้องการแรงดันสูงกว่า 550V
ดูสินค้าอ่านเพิ่มเติม: สายไฟโซล่าเซลล์
เบรกเกอร์ DC กับฟิวส์ DC ต่างกันยังไง และใช้อะไรเมื่อไหร่
หลายคนสับสนว่าต้องใช้เบรกเกอร์หรือฟิวส์ในระบบโซล่าเซลล์ ความจริงคือทั้งสองมีบทบาทต่างกัน และบางจุดในระบบต้องการทั้งคู่
ข้อแตกต่างหลักที่กระทบการเลือกใช้
ฟิวส์ DC ราคาถูก ตัดเร็ว และมีขนาดให้เลือกหลากหลาย แต่ใช้ได้ครั้งเดียว ขาดแล้วต้องเปลี่ยน ส่วนเบรกเกอร์ DC รีเซ็ตได้ สะดวกกว่าในการบำรุงรักษา แต่ต้องเป็น DC rated จริงๆ เท่านั้น
นี่คือจุดที่สำคัญมาก อาร์ก DC ไม่ดับเองแบบ AC เพราะกระแส DC ไม่ผ่านจุดศูนย์เหมือนกระแสสลับ เบรกเกอร์ AC ที่เอามาใช้ในระบบ DC จะไม่สามารถดับอาร์กได้ ทำให้เกิดไฟลุกในตู้ได้ ดูหน้าตาเหมือนกัน แต่ภายในออกแบบต่างกันคนละเรื่อง
ตำแหน่งในระบบที่ต้องมีการป้องกัน
ระบบโซล่าเซลล์มีสามจุดหลักที่ต้องมีอุปกรณ์ป้องกัน
- แผงถึงชาร์จเจอร์ MPPT — ป้องกันกระแสเกินจากแผง เบรกเกอร์ DC หรือฟิวส์ DC ที่ rated ตรงกับ Isc × 1.25 ขึ้นไป
- ชาร์จเจอร์ถึงแบต — ป้องกันกระแสชาร์จเกิน และป้องกันกระแสย้อนจากแบตเวลาชาร์จเจอร์มีปัญหา
- แบตถึงอินเวอร์เตอร์ — จุดนี้กระแสสูงที่สุดในระบบ เพราะอินเวอร์เตอร์ดึงกระแสจากแบตโดยตรง ต้องใช้เบรกเกอร์ขนาดพอกับกระแสสูงสุดของอินเวอร์เตอร์
เบรกเกอร์ DC MCCB 500V ขนาด 100A-250A จาก LW rating 5 ขายเยอะ (34 ชิ้น) — เหมาะสำหรับระบบขนาดใหญ่ที่มีแผงขนานหลายแผ่น ตามที่บทความแนะนำให้ตรวจสอบ
ดูสินค้าระบบขนาดเล็ก เช่น แผงเดียวต่อชาร์จเจอร์ขนาด 20-30A กับแบต 100Ah อาจใช้ฟิวส์ DC ที่สตริงแผงได้ แต่ถ้าระบบมีแผงขนานหลายแผ่หรือแบตขนาดใหญ่ การใช้เบรกเกอร์ DC ที่รีเซ็ตได้จะสะดวกกว่ามากในการดูแลระยะยาว
อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก SPD 600V/1000V จาก TAXNELE rating 4.93 — ป้องกันการลัดวงจรและฟ้าผ่าที่อาจทำให้เบรกเกอร์ขาด ควรติดตั้งควบคู่กับเบรกเกอร์ DC
ดูสินค้าสัญญาณที่บอกว่าเบรกเกอร์ DC ในระบบมีปัญหา และควรทำอะไรก่อน
เบรกเกอร์ DC ขาดซ้ำๆ มีสัญญาณเตือนก่อนเสมอ ถ้าสังเกตเป็น แก้ได้ก่อนที่จะลามเป็นความเสียหายที่ใหญ่กว่า
สัญญาณที่ต้องสังเกตหลังระบบทำงานสักพัก
บางอย่างบอกได้เลยว่าเบรกเกอร์ DC กำลังทำงานเกินขีดจำกัด
- ทริปเฉพาะตอนแดดจัดช่วงบ่าย แต่ตอนเช้าหรือวันที่มีเมฆปกติ — นี่คือสัญญาณชัดที่สุดว่ากระแสจากแผงเกินขนาดเบรกเกอร์
- ตัวเบรกเกอร์ร้อนผิดปกติ เมื่อแตะดูด้วยมือ (ระวัง — ตัดไฟก่อนเสมอ) ร้อนกว่าอุณหภูมิห้องมากเกินไป
- สายไฟที่ขั้วเบรกเกอร์มีรอยดำหรือกลิ่นไหม้ แม้จะจางมาก ต้องตรวจทันที อย่าปล่อยทิ้งไว้
- เบรกเกอร์รีเซ็ตได้ยากขึ้นเรื่อยๆ หรือรีเซ็ตแล้วทริปซ้ำภายในไม่กี่นาที
ขั้นตอนตรวจสอบเบื้องต้นที่ทำได้เอง และเมื่อไหรควรเรียกช่าง
ถ้าระบบเล็ก เช่น แผงเดียวหรือสองแผ่งต่อชาร์จเจอร์ขนาดไม่เกิน 30A กับแบตไม่เกิน 100Ah สามารถตรวจเบื้องต้นเองได้ด้วยแคลมป์มิเตอร์ วัดกระแสที่ไหลผ่านสายจากแผงในช่วงแดดจัดสุด แล้วเทียบกับขนาดเบรกเกอร์ที่ใช้อยู่ ถ้ากระแสจริงใกล้หรือเกินขนาดเบรกเกอร์ ก็รู้คำตอบแล้ว
แคลมป์มิเตอร์ ST201 วัด AC/DC rating 4.7 — เครื่องมือสำหรับช่างไฟตรวจสอบกระแสจริงของแผงและสายที่ขั้ว เพื่อยืนยันว่าเบรกเกอร์ขาดจากกระแสเกินจริง
ดูสินค้าขั้นต่อมาคือตรวจขั้วสายทุกจุดว่าขันแน่นหรือไม่ สายที่หลวมจะร้อนและเพิ่มความต้านทานโดยไม่เห็นชัดจากภายนอก
สายไฟโซล่าเซลล์ PV-4SQM จาก Link rating 4.96 ขายเยอะ (44 ชิ้น) — สายที่มีคุณภาพช่วยลดแรงดันตกและความร้อนที่อาจทำให้เบรกเกอร์ขาดเพราะสายหลวม
ดูสินค้าอย่างไรก็ตาม ถ้าระบบมีแผงขนานตั้งแต่ 3 แผ่นขึ้นไป หรือมีแบตขนาดใหญ่ หรือต่ออินเวอร์เตอร์ขนาด 1,000W ขึ้นไป ควรให้ช่างไฟที่คุ้นระบบ DC มาตรวจ ไม่ใช่เพราะทำเองไม่ได้ แต่เพราะกระแสในระบบขนาดนั้นสูงมากพอที่อาร์ก DC จะเกิดได้ทันทีที่ถอดสายผิดจุด และมันไม่ดับเองเหมือนไฟ AC