ระบบป้องกันฟ้าผ่าและไฟกระชากสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนชั้นดาดฟ้า

ในปัจจุบันมีการติดตั้งระบบ PV จำนวนมาก จากข้อเท็จจริงที่ว่ากระแสไฟฟ้าที่ผลิตเองโดยทั่วไปมีราคาถูกกว่าและให้ความเป็นอิสระทางไฟฟ้าในระดับสูงจากกริดระบบ PV จะกลายเป็นส่วนสำคัญของการติดตั้งระบบไฟฟ้าในอนาคต อย่างไรก็ตามระบบเหล่านี้ต้องเผชิญกับทุกสภาพอากาศและต้องทนต่อได้นานหลายทศวรรษ

สายเคเบิลของระบบ PV เข้าสู่อาคารบ่อยครั้งและขยายไปเป็นระยะทางไกลจนกว่าจะถึงจุดเชื่อมต่อกริด

การปล่อยสายฟ้าทำให้เกิดการรบกวนทางสนามและเกิดการรบกวนทางไฟฟ้า ผลกระทบนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการเพิ่มความยาวของสายเคเบิลหรือลูปตัวนำ ไฟกระชากไม่เพียงสร้างความเสียหายให้กับโมดูล PV อินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตรวจสอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ในการติดตั้งอาคารด้วย

ที่สำคัญโรงงานผลิตของอาคารอุตสาหกรรมอาจเสียหายได้ง่ายและการผลิตอาจหยุดชะงัก

หากไฟกระชากถูกฉีดเข้าไปในระบบที่อยู่ห่างไกลจากโครงข่ายไฟฟ้าซึ่งเรียกอีกอย่างว่าระบบ PV แบบสแตนด์อะโลนการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (เช่นอุปกรณ์ทางการแพทย์น้ำประปา) อาจหยุดชะงัก

ความจำเป็นของระบบป้องกันฟ้าผ่าบนชั้นดาดฟ้า

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากฟ้าผ่าเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดไฟไหม้บ่อยที่สุด ดังนั้นการป้องกันส่วนบุคคลและอัคคีภัยจึงมีความสำคัญยิ่งในกรณีที่ฟ้าผ่าเข้าสู่อาคารโดยตรง

ในขั้นตอนการออกแบบของระบบ PV จะเห็นได้ชัดว่ามีการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าบนอาคารหรือไม่ กฎระเบียบด้านอาคารของบางประเทศกำหนดให้อาคารสาธารณะ (เช่นสถานที่ชุมนุมสาธารณะโรงเรียนและโรงพยาบาล) ต้องติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่า ในกรณีของอาคารอุตสาหกรรมหรืออาคารส่วนบุคคลขึ้นอยู่กับตำแหน่งประเภทของการก่อสร้างและการใช้งานว่าจะต้องติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าหรือไม่ ด้วยเหตุนี้จึงต้องพิจารณาว่าคาดว่าจะเกิดฟ้าผ่าหรืออาจส่งผลร้ายแรง โครงสร้างที่ต้องการการป้องกันต้องมีระบบป้องกันฟ้าผ่าที่มีประสิทธิภาพอย่างถาวร

ตามสถานะของความรู้ทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคการติดตั้งโมดูล PV ไม่ได้เพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดฟ้าผ่า ดังนั้นคำขอสำหรับมาตรการป้องกันฟ้าผ่าจึงไม่สามารถรับได้โดยตรงจากการมีอยู่ของระบบ PV อย่างไรก็ตามอาจมีการรบกวนฟ้าผ่าจำนวนมากเข้าไปในอาคารผ่านระบบเหล่านี้

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดความเสี่ยงที่เกิดจากฟ้าผ่าตามมาตรฐาน IEC 62305-2 (EN 62305-2) และนำผลจากการวิเคราะห์ความเสี่ยงนี้มาพิจารณาเมื่อติดตั้งระบบ PV

ส่วนที่ 4.5 (การจัดการความเสี่ยง) ของส่วนเสริม 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมันอธิบายว่าระบบป้องกันฟ้าผ่าที่ออกแบบมาสำหรับระดับ LPS III (LPL III) ตรงตามข้อกำหนดทั่วไปสำหรับระบบ PV นอกจากนี้มาตรการป้องกันฟ้าผ่าที่เพียงพอยังระบุไว้ในแนวทาง VdS 2010 ของเยอรมัน (การป้องกันฟ้าผ่าและไฟกระชากที่เน้นความเสี่ยง) ซึ่งเผยแพร่โดยสมาคมประกันภัยเยอรมัน แนวทางนี้ยังกำหนดให้ติดตั้ง LPL III และระบบป้องกันฟ้าผ่าตามระดับของ LPS III สำหรับระบบ PV บนชั้นดาดฟ้า (> 10 กิโลวัตต์_p) และใช้มาตรการป้องกันไฟกระชาก ตามกฎทั่วไประบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์บนชั้นดาดฟ้าจะต้องไม่รบกวนมาตรการป้องกันฟ้าผ่าที่มีอยู่

ความจำเป็นในการป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบ PV

ในกรณีที่เกิดฟ้าผ่าไฟกระชากจะเกิดขึ้นกับตัวนำไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) ซึ่งต้องติดตั้งไว้ที่ต้นน้ำของอุปกรณ์เพื่อป้องกันด้าน ac, dc และ data ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากในการปกป้องระบบไฟฟ้าจากจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่ทำลายล้างเหล่านี้ มาตรา 9.1 ของมาตรฐาน CENELEC CLC / TS 50539-12 (หลักการเลือกและการใช้งาน - SPD ที่เชื่อมต่อกับการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์) เรียกร้องให้ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเว้นแต่การวิเคราะห์ความเสี่ยงจะแสดงให้เห็นว่าไม่จำเป็นต้องใช้ SPD ตามมาตรฐาน IEC 60364-4-44 (HD 60364-4-44) ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับอาคารที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเช่นอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรมเช่นสิ่งอำนวยความสะดวกทางการเกษตร ภาคผนวก 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมันให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับประเภทของ SPD และสถานที่ติดตั้ง

การเดินสายเคเบิลของระบบ PV

ต้องเดินสายเคเบิลในลักษณะที่หลีกเลี่ยงลูปตัวนำขนาดใหญ่ สิ่งนี้ต้องสังเกตเมื่อรวมวงจร dc เพื่อสร้างสตริงและเมื่อเชื่อมต่อหลายสตริง ยิ่งไปกว่านั้นข้อมูลหรือสายเซนเซอร์จะต้องไม่ถูกกำหนดเส้นทางผ่านหลายสายและสร้างลูปตัวนำขนาดใหญ่ด้วยสายสตริง สิ่งนี้ต้องสังเกตด้วยเมื่อเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์กับการเชื่อมต่อแบบกริด ด้วยเหตุนี้สายไฟ (dc และ ac) และสายข้อมูล (เช่นเซ็นเซอร์การแผ่รังสีการตรวจสอบผลผลิต) จะต้องถูกกำหนดเส้นทางร่วมกับตัวนำพันธะที่มีความเท่าเทียมกันตลอดเส้นทางทั้งหมด

การต่อสายดินของระบบ PV

โดยทั่วไปโมดูล PV จะได้รับการแก้ไขบนระบบยึดโลหะ ส่วนประกอบ PV สดที่ด้าน dc มีฉนวนสองชั้นหรือเสริมแรง (เทียบได้กับฉนวนป้องกันรุ่นก่อนหน้า) ตามที่กำหนดในมาตรฐาน IEC 60364-4-41 การรวมกันของเทคโนโลยีจำนวนมากในด้านโมดูลและอินเวอร์เตอร์ (เช่นมีหรือไม่มีการแยกด้วยไฟฟ้า) ส่งผลให้ข้อกำหนดในการต่อสายดินที่แตกต่างกัน ยิ่งไปกว่านั้นระบบตรวจสอบฉนวนที่รวมอยู่ในอินเวอร์เตอร์จะมีผลอย่างถาวรก็ต่อเมื่อระบบยึดเชื่อมต่อกับสายดิน ข้อมูลเกี่ยวกับการนำไปใช้งานจริงมีอยู่ในส่วนเสริม 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมัน โครงสร้างส่วนล่างของโลหะจะถูกต่อลงดินตามหน้าที่หากระบบ PV ตั้งอยู่ในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันของระบบท่อระบายอากาศและรักษาระยะห่างการแยกไว้ ส่วนที่ 7 ของส่วนเสริม 5 ต้องการตัวนำทองแดงที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 6 มม² หรือเทียบเท่าสำหรับการต่อสายดินที่ใช้งานได้ (รูปที่ 1) รางยึดยังต้องเชื่อมต่อกันอย่างถาวรโดยใช้ตัวนำของหน้าตัดนี้ หากระบบยึดเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเนื่องจากไม่สามารถรักษาระยะห่างการแยกได้ตัวนำเหล่านี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบพันธะที่เทียบเท่าฟ้าผ่า ดังนั้นองค์ประกอบเหล่านี้จึงต้องสามารถรับกระแสฟ้าผ่าได้ ข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับระบบป้องกันฟ้าผ่าที่ออกแบบมาสำหรับระดับ LPS III คือตัวนำทองแดงที่มีหน้าตัด 16 มม.² หรือเทียบเท่า. นอกจากนี้ในกรณีนี้รางยึดจะต้องเชื่อมต่อกันอย่างถาวรโดยใช้ตัวนำของหน้าตัดนี้ (รูปที่ 2) ตัวนำการเชื่อมต่อสายดิน / สายฟ้าผ่าที่ใช้งานได้ควรเดินสายแบบขนานและใกล้เคียงกับสาย / สาย dc และ ac มากที่สุด

ที่ยึดสายดิน UNI (รูปที่ 3) สามารถยึดได้กับระบบยึดทั่วไปทั้งหมด พวกเขาเชื่อมต่อตัวอย่างเช่นตัวนำทองแดงที่มีหน้าตัด 6 หรือ 16 มม² และสายกราวด์เปล่าที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 8 ถึง 10 มม. ไปยังระบบยึดเพื่อให้สามารถรับกระแสฟ้าผ่าได้ แผ่นสัมผัสสเตนเลสสตีลในตัว (V4A) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการป้องกันการกัดกร่อนสำหรับระบบยึดอะลูมิเนียม

ระยะห่างแยกตาม IEC 62305-3 (EN 62305-3) ต้องรักษาระยะห่างที่แน่นอนระหว่างระบบป้องกันฟ้าผ่าและระบบ PV กำหนดระยะห่างที่ต้องการเพื่อหลีกเลี่ยงการวาบไฟที่ไม่มีการควบคุมไปยังชิ้นส่วนโลหะที่อยู่ติดกันอันเป็นผลมาจากฟ้าผ่าไปยังระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดไฟแฟลชที่ไม่มีการควบคุมเช่นนี้สามารถทำให้อาคารลุกเป็นไฟได้ ในกรณีนี้ความเสียหายต่อระบบ PV จะไม่เกี่ยวข้อง

เงาแกนบนเซลล์แสงอาทิตย์

ระยะห่างระหว่างเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์และระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันไม่ให้มีการบังแดดมากเกินไป เงากระจายตัวอย่างเช่นเส้นเหนือศีรษะไม่มีผลต่อระบบ PV และผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามในกรณีของเงาแกนกลางเงาที่มีเค้าร่างสีเข้มชัดเจนจะถูกเหวี่ยงลงบนพื้นผิวด้านหลังวัตถุเปลี่ยนกระแสที่ไหลผ่านโมดูล PV ด้วยเหตุนี้เซลล์แสงอาทิตย์และไดโอดบายพาสที่เกี่ยวข้องจะต้องไม่ได้รับอิทธิพลจากเงาแกนกลาง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการรักษาระยะห่างที่เพียงพอ ตัวอย่างเช่นถ้าแท่งเทอร์มินัลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. บังแสงโมดูลเงาของแกนจะลดลงเรื่อย ๆ เมื่อระยะห่างจากโมดูลเพิ่มขึ้น หลังจาก 1.08 ม. จะมีการโยนเงากระจายบนโมดูลเท่านั้น (รูปที่ 4) ภาคผนวก A ของส่วนเสริม 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมันให้ข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการคำนวณเงาแกนกลาง

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากพิเศษสำหรับ dc ด้านข้างของระบบเซลล์แสงอาทิตย์

ลักษณะ U / I ของแหล่งกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แตกต่างจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงทั่วไปมาก: มีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้น (รูปที่ 5) และทำให้เกิดการคงอยู่ของส่วนโค้งที่ติดไฟในระยะยาว ลักษณะเฉพาะของแหล่งกำเนิดกระแส PV นี้ไม่เพียงต้องการสวิตช์ PV และฟิวส์ PV ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวตัดการเชื่อมต่อสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากซึ่งปรับให้เข้ากับลักษณะเฉพาะนี้และสามารถรับมือกับกระแส PV ได้ ส่วนเสริม 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมัน (ส่วนย่อย 5.6.1 ตารางที่ 1) อธิบายถึงการเลือก SPD ที่เหมาะสม

เพื่ออำนวยความสะดวกในการเลือก SPD ประเภท 1 ตารางที่ 1 และ 2 จะแสดงความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าแรงกระตุ้นฟ้าผ่าที่ต้องการ I_{ภูตผีปีศาจ} ขึ้นอยู่กับคลาสของ LPS ซึ่งเป็นตัวนำลงจำนวนหนึ่งของระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเช่นเดียวกับประเภท SPD (ตัวป้องกันที่ใช้วาริสเตอร์แบบ จำกัด แรงดันไฟฟ้าหรือตัวป้องกันที่ใช้ประกายไฟสลับแรงดันไฟฟ้า) ต้องใช้ SPD ที่สอดคล้องกับมาตรฐาน EN 50539-11 ที่เกี่ยวข้อง ส่วนย่อย 9.2.2.7 ของ CENELEC CLC / TS 50539-12 ยังอ้างถึงมาตรฐานนี้

ประเภท 1 dc arrester สำหรับใช้ในระบบ PV:

Multipole type 1 + type 2 รวม dc arrester FLP7-PV อุปกรณ์สวิตชิ่ง dc นี้ประกอบด้วยอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อและการลัดวงจรร่วมกับ Thermo Dynamic Control และฟิวส์ในเส้นทางบายพาส วงจรนี้จะตัดการเชื่อมต่อ Arrester จากแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างปลอดภัยในกรณีที่มีไฟเกินและสามารถดับส่วนโค้ง dc ได้อย่างน่าเชื่อถือ ดังนั้นจึงช่วยป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PV ได้สูงถึง 1000 A โดยไม่ต้องใช้ฟิวส์สำรองเพิ่มเติม ตัวป้องกันนี้รวมอุปกรณ์ป้องกันกระแสฟ้าผ่าและอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไว้ในอุปกรณ์เดียวดังนั้นจึงมั่นใจได้ว่าจะสามารถป้องกันอุปกรณ์ปลายทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความสามารถในการปล่อย I_{ทั้งหมด} ที่ 12.5 kA (10/350 μs) สามารถใช้งานได้อย่างยืดหยุ่นสำหรับ LPS ระดับสูงสุด FLP7-PV มีให้สำหรับแรงดันไฟฟ้า U_CPV 600 V, 1000 V และ 1500 V และมีความกว้างเพียง 3 โมดูล ดังนั้น FLP7-PV จึงเป็นอุปกรณ์ป้องกันแบบรวมประเภท 1 ที่เหมาะสำหรับใช้ในระบบจ่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

SPD ประเภท 1 ที่ใช้ประกายไฟสลับช่องว่างแรงดันเช่น FLP12,5-PV เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ทรงพลังที่ช่วยให้สามารถปล่อยกระแสฟ้าผ่าบางส่วนในกรณีของระบบ DC PV ด้วยเทคโนโลยีช่องว่างจุดประกายและวงจรการสูญเสียกระแสตรงซึ่งช่วยให้สามารถปกป้องระบบอิเล็กทรอนิกส์ปลายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพชุดอุปกรณ์ป้องกันนี้มีความสามารถในการปล่อยกระแสฟ้าผ่าสูงมาก_{ทั้งหมด} 50 kA (10/350 μs) ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะในตลาด

ประเภท 2 dc arrester สำหรับใช้ในระบบ PV: SLP40-PV

การทำงานที่เชื่อถือได้ของ SPD ในวงจร dc PV เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เมื่อใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากซีรีส์ SLP40-PV จึงมีวงจรป้องกัน Y ที่ทนต่อความผิดพลาดและยังเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PV ได้ถึง 1000 A โดยไม่ต้องใช้ฟิวส์สำรองเพิ่มเติม

เทคโนโลยีจำนวนมากที่รวมกันในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเหล่านี้จะป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากอันเนื่องมาจากความผิดพลาดของฉนวนในวงจร PV ความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ของอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและทำให้ตัวป้องกันอยู่ในสถานะไฟฟ้าที่ปลอดภัยโดยไม่รบกวนการทำงานของระบบ PV ด้วยวงจรป้องกันคุณสมบัติการ จำกัด แรงดันไฟฟ้าของวาริสเตอร์สามารถใช้ได้อย่างเต็มที่แม้ในวงจร dc ของระบบ PV นอกจากนี้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ใช้งานอย่างถาวรจะช่วยลดจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กจำนวนมาก

การเลือก SPD ตามระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า U_p

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานด้าน dc ของระบบ PV แตกต่างกันไปในแต่ละระบบ ในปัจจุบันค่าสูงถึง 1500 V dc เป็นไปได้ ดังนั้นความเป็นฉนวนของอุปกรณ์ปลายทางจึงแตกต่างกันด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าระบบ PV ได้รับการป้องกันที่เชื่อถือได้ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า U_p ถึง SPD ต้องต่ำกว่าความเป็นฉนวนของระบบ PV ที่ควรจะป้องกัน มาตรฐาน CENELEC CLC / TS 50539-12 กำหนดให้ Up ต่ำกว่าค่าความเป็นฉนวนของระบบ PV อย่างน้อย 20% SPD ประเภท 1 หรือประเภท 2 จะต้องประสานพลังงานกับอินพุตของอุปกรณ์ปลายทาง หาก SPD ถูกรวมเข้ากับอุปกรณ์ปลายทางแล้วผู้ผลิตจะมั่นใจว่ามีการประสานงานระหว่าง SPD ประเภท 2 และวงจรอินพุตของอุปกรณ์ปลายทาง

ตัวอย่างการใช้งาน:

อาคารที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก (สถานการณ์ A)

รูปที่ 12 แสดงแนวคิดการป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบ PV ที่ติดตั้งบนอาคารที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก ไฟกระชากที่เป็นอันตรายเข้าสู่ระบบ PV เนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัยอันเป็นผลมาจากฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียงหรือการเดินทางจากระบบจ่ายไฟผ่านทางเข้าบริการไปยังการติดตั้งของผู้บริโภค ต้องติดตั้ง SPD ประเภท 2 ในตำแหน่งต่อไปนี้:

- ด้าน dc ของโมดูลและอินเวอร์เตอร์

- เอาต์พุต ac ของอินเวอร์เตอร์

- บอร์ดจ่ายแรงดันต่ำหลัก

- อินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบใช้สาย

อินพุต dc (MPP) ทุกตัวของอินเวอร์เตอร์ต้องได้รับการป้องกันโดยอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 ตัวอย่างเช่นซีรีส์ SLP40-PV ซึ่งช่วยปกป้อง dc ด้านข้างของระบบ PV ได้อย่างน่าเชื่อถือ มาตรฐาน CENELEC CLC / TS 50539-12 กำหนดให้ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสตรงชนิด 2 เพิ่มเติมที่ด้านโมดูลหากระยะห่างระหว่างอินพุทอินเวอร์เตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PV เกิน 10 ม.

เอาต์พุต ac ของอินเวอร์เตอร์ได้รับการป้องกันอย่างเพียงพอหากระยะห่างระหว่างอินเวอร์เตอร์ PV และสถานที่ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันชนิด 2 ที่จุดเชื่อมต่อกริด (อินพุตแรงดันไฟฟ้าต่ำ) น้อยกว่า 10 ม. ในกรณีที่มีความยาวของสายเคเบิลมากขึ้นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 เพิ่มเติมเช่น SLP40-275 ซีรีส์ที่ต้นน้ำของกระแสสลับอินพุตของอินเวอร์เตอร์ตาม CENELEC CLC / TS 50539-12

ยิ่งไปกว่านั้นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 SLP40-275 ซีรีส์ที่ต้นน้ำของมิเตอร์ป้อนเข้าแรงดันต่ำ CI (Circuit Interruption) ย่อมาจากฟิวส์ประสานที่รวมอยู่ในเส้นทางป้องกันของ Arrester ทำให้สามารถใช้ Arrester ในวงจร ac ได้โดยไม่ต้องใช้ฟิวส์สำรองเพิ่มเติม SLP40-275 ซีรีส์มีให้สำหรับทุกการกำหนดค่าระบบไฟฟ้าแรงต่ำ (TN-C, TN-S, TT)

หากอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับข้อมูลและสายเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบผลผลิตจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสม FLD2 series ซึ่งมีเทอร์มินัลสำหรับสองคู่ตัวอย่างเช่นสำหรับสายข้อมูลขาเข้าและขาออกสามารถใช้กับระบบข้อมูลที่ใช้ RS 485

อาคารที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและระยะห่างที่เพียงพอ s (สถานการณ์ B)

รูป 13 แสดงแนวคิดการป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบ PV ที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและระยะห่างที่เพียงพอระหว่างระบบ PV และระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก

เป้าหมายการป้องกันเบื้องต้นคือเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อบุคคลและทรัพย์สิน (การก่อไฟไหม้) อันเป็นผลมาจากฟ้าผ่า ในบริบทนี้สิ่งสำคัญคือระบบ PV จะต้องไม่รบกวนระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก ยิ่งไปกว่านั้นระบบ PV เองจะต้องได้รับการปกป้องจากฟ้าผ่าโดยตรง ซึ่งหมายความว่าต้องติดตั้งระบบ PV ในปริมาตรที่ได้รับการป้องกันของระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก ไดรฟ์ข้อมูลที่ได้รับการป้องกันนี้เกิดขึ้นจากระบบท่อระบายอากาศ (เช่นแท่งปิดช่องอากาศ) ซึ่งป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงกับโมดูล PV และสายเคเบิล วิธีการป้องกันมุม (รูปที่ 14) หรือวิธีกลิ้งทรงกลม (รูปที่ 15) ตามที่อธิบายไว้ในส่วนย่อย 5.2.2 ของมาตรฐาน IEC 62305-3 (EN 62305-3) อาจใช้เพื่อกำหนดปริมาตรที่ได้รับการป้องกันนี้ ต้องรักษาระยะห่างที่แน่นอนระหว่างชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทั้งหมดของระบบ PV และระบบป้องกันฟ้าผ่า ในบริบทนี้เงาหลักต้องถูกป้องกันโดยตัวอย่างเช่นการรักษาระยะห่างที่เพียงพอระหว่างแท่งท่ออากาศและโมดูล PV

การเชื่อมแบบ Equipotential ของฟ้าผ่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบป้องกันฟ้าผ่า จะต้องดำเนินการสำหรับระบบและสายนำไฟฟ้าทั้งหมดที่เข้ามาในอาคารซึ่งอาจมีกระแสฟ้าผ่า สิ่งนี้ทำได้โดยการเชื่อมต่อระบบโลหะทั้งหมดโดยตรงและเชื่อมต่อระบบที่มีพลังงานทั้งหมดโดยทางอ้อมผ่านอุปกรณ์ป้องกันกระแสฟ้าผ่าชนิดที่ 1 ไปยังระบบปิดสายดิน ควรใช้การเชื่อมที่เทียบเท่ากับฟ้าผ่าให้ใกล้กับจุดเข้าสู่อาคารมากที่สุดเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสฟ้าผ่าบางส่วนเข้ามาในอาคาร จุดเชื่อมต่อกริดต้องได้รับการป้องกันโดย SPD ประเภท 1 ที่ใช้จุดประกายหลายโพลเช่นตัวป้องกันแบบรวม FLP1GR ประเภท 25 Arrester นี้รวมอุปกรณ์ป้องกันกระแสฟ้าผ่าและอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากไว้ในอุปกรณ์เดียว หากความยาวของสายเคเบิลระหว่างตัวป้องกันและอินเวอร์เตอร์น้อยกว่า 10 ม. จะมีการป้องกันที่เพียงพอ ในกรณีที่มีความยาวของสายเคเบิลมากขึ้นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากประเภท 2 เพิ่มเติมที่ด้านบนของกระแสสลับอินพุตของอินเวอร์เตอร์ตาม CENELEC CLC / TS 50539-12

ทุก dc อินพุตของอินเวอร์เตอร์ต้องได้รับการป้องกันโดยตัวป้องกัน PV ชนิด 2 ตัวอย่างเช่นซีรีส์ SLP40-PV (รูปที่ 16) นอกจากนี้ยังใช้กับอุปกรณ์ที่ไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้า หากอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับสายข้อมูลตัวอย่างเช่นเพื่อตรวจสอบผลตอบแทนต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเพื่อป้องกันการส่งข้อมูล เพื่อจุดประสงค์นี้ FLPD2 ซีรีส์สามารถจัดเตรียมสำหรับสายที่มีสัญญาณแอนะล็อกและระบบบัสข้อมูลเช่น RS485 ตรวจจับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของสัญญาณที่เป็นประโยชน์และปรับระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานนี้

ตัวนำ HVI หุ้มฉนวนทนแรงดันไฟฟ้าสูง

ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งในการรักษาระยะห่างคือการใช้ตัวนำ HVI ที่ทนแรงดันไฟฟ้าสูงซึ่งช่วยให้สามารถรักษาระยะห่างในอากาศได้ถึง 0.9 ม. ตัวนำ HVI อาจติดต่อโดยตรงกับระบบ PV ด้านล่างของช่วงปลายการปิดผนึก ข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานและการติดตั้ง HVI Conductors มีอยู่ในคู่มือการป้องกันฟ้าผ่านี้หรือในคำแนะนำในการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง

อาคารที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกที่มีระยะห่างแยกไม่เพียงพอ (สถานการณ์ C)

หากหลังคาทำจากโลหะหรือขึ้นรูปด้วยระบบ PV เองจะไม่สามารถรักษาระยะห่างแยกไว้ได้ ส่วนประกอบโลหะของระบบติดตั้ง PV ต้องเชื่อมต่อกับระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเพื่อให้สามารถรับกระแสฟ้าผ่าได้ (ตัวนำทองแดงที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 16 มม.² หรือเทียบเท่า). ซึ่งหมายความว่าจะต้องมีการใช้การเชื่อมต่อแบบฟ้าผ่าสำหรับสาย PV ที่เข้าสู่อาคารจากภายนอก (รูปที่ 17) ตามส่วนเสริม 5 ของมาตรฐาน DIN EN 62305-3 ของเยอรมันและมาตรฐาน CENELEC CLC / TS 50539-12 สาย dc ต้องได้รับการป้องกันโดย SPD ประเภท 1 สำหรับระบบ PV

เพื่อจุดประสงค์นี้จะใช้ตัวป้องกันแบบรวม FLP1-PV ประเภท 2 และ 7 นอกจากนี้ยังต้องใช้การเชื่อมแบบ Equipotential สายฟ้าในการป้อนเข้าแรงดันไฟฟ้าต่ำ หากอินเวอร์เตอร์ PV อยู่ห่างจาก SPD ประเภท 10 ที่ติดตั้งไว้ที่จุดเชื่อมต่อกริดมากกว่า 1 ม. ต้องติดตั้ง SPD ประเภท 1 เพิ่มเติมที่ด้าน ac ของอินเวอร์เตอร์ (เช่นประเภท 1 + ตัวป้องกันรวม FLP2GR ประเภท 25) ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสมเพื่อป้องกันสายข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับการตรวจสอบผลผลิต อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก FLD2 ซีรีส์ใช้เพื่อปกป้องระบบข้อมูลเช่นอิงตาม RS 485

ระบบ PV พร้อมไมโครอินเวอร์เตอร์

ไมโครอินเวอร์เตอร์ต้องการแนวคิดการป้องกันไฟกระชากที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ dc สายของโมดูลหรือคู่ของโมดูลจึงเชื่อมต่อโดยตรงกับอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก ในกระบวนการนี้ต้องหลีกเลี่ยงลูปตัวนำที่ไม่จำเป็น การมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัยในโครงสร้าง dc ขนาดเล็กดังกล่าวมักมีศักยภาพในการทำลายล้างที่มีพลังต่ำ สายเคเบิลที่กว้างขวางของระบบ PV พร้อมไมโครอินเวอร์เตอร์จะอยู่ที่ด้าน ac (รูปที่ 18) หากไมโครอินเวอร์เตอร์ติดตั้งโดยตรงที่โมดูลอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถติดตั้งได้ที่ด้าน ac เท่านั้น:

- อาคารที่ไม่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก = ตัวป้องกัน SLP2-40 ชนิด 275 สำหรับกระแสไฟฟ้าสลับ / สามเฟสใกล้กับไมโครอินเวอร์เตอร์และ SLP40-275 ที่ช่องป้อนแรงดันไฟฟ้าต่ำ

- อาคารที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและระยะห่างที่เพียงพอ s = ตัวป้องกันประเภท 2 เช่น SLP40-275 ในบริเวณใกล้เคียงกับไมโครอินเวอร์เตอร์และกระแสฟ้าผ่าที่มีตัวป้องกันชนิด 1 ที่ช่องป้อนเข้าแรงดันต่ำเช่น FLP25GR

- อาคารที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกและระยะการแยกไม่เพียงพอ s = ตัวป้องกันแบบที่ 1 เช่น SLP40-275 ในบริเวณใกล้เคียงกับไมโครอินเวอร์เตอร์และกระแสฟ้าผ่าที่มีตัวป้องกัน FLP1GR ประเภท 25 ที่ช่องป้อนแรงดันไฟฟ้าต่ำ

ไมโครอินเวอร์เตอร์มีระบบตรวจสอบข้อมูลโดยไม่ขึ้นกับผู้ผลิตรายใดรายหนึ่ง หากมีการมอดูเลตข้อมูลเป็นสาย ac ผ่านไมโครอินเวอร์เตอร์ต้องจัดเตรียมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากบนหน่วยรับข้อมูลแยกต่างหาก (การส่งออกข้อมูล / การประมวลผลข้อมูล) เช่นเดียวกับการเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซกับระบบบัสดาวน์สตรีมและแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (เช่นอีเธอร์เน็ต ISDN)

ระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้าในปัจจุบัน ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสฟ้าผ่าและอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากอย่างเพียงพอเพื่อให้มั่นใจได้ว่าแหล่งไฟฟ้าเหล่านี้จะทำงานได้อย่างไม่มีข้อผิดพลาดในระยะยาว