แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาอาคารก่อให้เกิดอันตรายต่อนักดับเพลิงซึ่งระบบที่ติดตั้งภาคพื้นดินไม่มี: ตัวนำไฟฟ้าอยู่บนโครงสร้างที่นักดับเพลิงต้องเข้าถึง ตัดผ่าน และระบายอากาศภายใต้สภาวะฉุกเฉิน NEC 2020 มาตรา 690.12 — ข้อกำหนดการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว — จัดการเรื่องนี้โดยกำหนดให้ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมดภายในขอบเขตอาเรย์ถูกตัดพลังงานภายใน 30 วินาทีนับจากการเริ่มต้นการปิดระบบ สำหรับโครงการบนหลังคาเชิงพาณิชย์ใดๆ ที่ได้รับอนุญาตภายใต้ NEC 2020 หรือใหม่กว่า การปฏิบัติตามข้อกำหนดไม่ใช่ทางเลือก
ที่อยู่การปิดระบบอย่างรวดเร็วที่เป็นอันตราย
ระบบอินเวอร์เตอร์สตริงมาตรฐาน เมื่อเปิดการตัดการเชื่อมต่อ AC จะหยุดการแปลงพลังงาน แต่สายไฟ DC ระหว่างโมดูลและอินเวอร์เตอร์จะยังคงใช้งานได้ตราบเท่าที่แสงแดดตกบนอาเรย์ ชุดสายไฟ 20 โมดูลที่ 40 V ต่อโมดูลสร้างกระแสไฟ 800 V DC แม้ว่าอินเวอร์เตอร์จะออฟไลน์โดยสมบูรณ์ก็ตาม นักผจญเพลิงกำลังตัดรูบนหลังคาเพื่อระบายอากาศจากเพลิงไหม้จะพบกับตัวนำไฟฟ้าที่มีพลังงานซึ่งระบบไฟฟ้ากระแสสลับของอาคารไม่สามารถควบคุมได้
การปิดระบบอย่างรวดเร็วช่วยขจัดอันตรายนี้โดยรับประกันว่าภายใน 30 วินาทีหลังจากเริ่มการปิดระบบ (ผ่านสวิตช์เฉพาะที่ทางเข้าบริการ) ตัวนำทั้งหมดที่อยู่ในระยะ 1 ฟุตจากขอบเขตอาเรย์จะลดลงเหลือ 30 V หรือน้อยกว่า ต่ำกว่า 30 V DC ความเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อตและอาร์คแฟลชต่อบุคลากรที่ไม่มีการป้องกันจะลดลงต่ำกว่าระดับที่เป็นอันตรายถึงชีวิต
สิ่งที่ NEC 2020 มาตรา 690.12 ต้องการ
NEC ปี 2020 (นำมาใช้อย่างต่อเนื่องโดยรัฐของสหรัฐอเมริกาตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นไป) ได้ทำให้ข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วที่นำมาใช้ใน NEC 2017 เข้มงวดยิ่งขึ้น:
- ขอบเขต: ระบบ PV ทั้งหมดบนหรือในอาคาร — หลังคา, ด้านหน้าอาคาร, BIPV ระบบติดตั้งภาคพื้นดินบนพื้นที่เปิดโล่งได้รับการยกเว้น
- ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า: ตัวนำทั้งหมดภายในขอบเขตอาเรย์ต้องมีแรงดันไฟฟ้า 30 V หรือน้อยกว่าภายใน 30 วินาทีหลังจากเริ่มการปิดระบบอย่างรวดเร็ว
- ขอบเขตอาร์เรย์: เส้นรอบวง 1 ฟุตรอบอาเรย์ ตัวนำทั้งหมดภายในขอบเขตนี้ รวมถึงกล่องรวมสัญญาณโมดูล ตัวปรับไฟฟ้ากระแสตรง และการเดินสายระหว่างโมดูล จะต้องเป็นไปตามขีดจำกัด 30 V
- การเริ่มต้น: สวิตช์ปิดระบบด่วนจะต้องอยู่ที่ทางเข้าบริการสาธารณูปโภค ซึ่งมีป้ายระบุไว้อย่างชัดเจน และนักดับเพลิงสามารถเข้าถึงได้โดยไม่ต้องเข้าไปในอาคาร
- ข้อบ่งชี้: การแสดงภาพ (โดยทั่วไปคือไฟหรือสัญญาณ) จะต้องยืนยันว่าได้เริ่มต้นการปิดระบบอย่างรวดเร็วแล้ว และอาร์เรย์อยู่ในสถานะปิดระบบ
สถาปัตยกรรมระบบที่สอดคล้อง
| สถาปัตยกรรม | สอดคล้องกับ NEC 2020 หรือไม่ | การปิดระบบเกิดขึ้นได้อย่างไร | ผลกระทบด้านต้นทุน |
|---|---|---|---|
| อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูล (ไมโครอินเวอร์เตอร์) | ใช่ — เป็นไปตามข้อกำหนดโดยธรรมชาติ | ไมโครอินเวอร์เตอร์ของแต่ละโมดูลจะหยุดการแปลงเมื่อถอดไฟ AC ออกเมื่อเริ่มต้นการปิดระบบ | สูง — ไมโครอินเวอร์เตอร์มีราคาต่อวัตต์มากกว่าอินเวอร์เตอร์แบบสตริง |
| เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพไฟ DC พร้อมสตริงอินเวอร์เตอร์ | ใช่ — หากเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพรองรับการปิดระบบ MLPE | ตัวเพิ่มประสิทธิภาพจะมีสถานะ "ปลอดภัย" แรงดันไฟฟ้าต่ำเมื่อการสื่อสารจากอินเวอร์เตอร์ขาดหาย | ปานกลาง — เพิ่มต้นทุนตัวเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบสตริงอินเวอร์เตอร์ |
| อินเวอร์เตอร์สตริงพร้อมอุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วระดับสตริง (SRSD) | ใช่ — ถ้า SRSD ตรงตาม 690.12 | โมดูล SRSD เฉพาะจะตัดสตริง DC ที่ขอบเขตอาเรย์ของสัญญาณการปิดเครื่อง | ต่ำกว่า MLPE — หนึ่ง SRSD ต่อสตริง แทนที่จะเป็นต่อโมดูล |
| อินเวอร์เตอร์สตริงไม่มีอุปกรณ์เพิ่มเติม | ไม่ — ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของ NEC 2020 | สายไฟ DC ยังคงใช้งานได้ที่แรงดันไฟฟ้าเต็ม แยกเฉพาะฝั่ง AC เท่านั้น | N/A — ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด |
| อินเวอร์เตอร์ไฮบริดพร้อมตัวส่งสัญญาณการปิดระบบอย่างรวดเร็วในตัว | ใช่ — หากอินเวอร์เตอร์ได้รับการรับรองตาม UL 1741 SA พร้อมการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว | อินเวอร์เตอร์หยุด MPPT และส่งสัญญาณการปิดเครื่องไปยังอุปกรณ์ฝั่งอาเรย์ | คล้ายกับสตริง + SRSD |
อุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วระดับสตริง (SRSD): เส้นทางที่ปรับต้นทุนเชิงพาณิชย์ให้เหมาะสม
สำหรับระบบเชิงพาณิชย์ที่มีสตริงจำนวนมากและการกำหนดค่าตามความชอบสำหรับอินเวอร์เตอร์สตริง เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพระดับโมดูลในทุกโมดูลจะมีราคาแพงและเพิ่มความซับซ้อนในการติดตั้ง อุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วระดับสตริง — หนึ่งรายการต่อสตริง ติดตั้งที่ขอบอาร์เรย์ — เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่สุด ทำงานโดยรักษาสัญญาณ "เปิดใช้งาน" ที่ได้รับพลังงานจากอินเวอร์เตอร์ เมื่อสวิตช์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วเปิดวงจร AC สัญญาณการเปิดใช้งานจะหายไป และหน้าสัมผัสที่ปลอดภัยเมื่อเกิดเหตุขัดข้องของ SRSD จะเปิดสตริง DC ภายในมิลลิวินาที
SRSD มีราคาถูกกว่า MLPE ต่อโมดูลอย่างมาก: SRSD ทั่วไปจัดการหนึ่งสตริง (10–25 โมดูล) สำหรับการติดตั้ง $80–$150 เทียบกับ $80–$150 ต่อโมดูลสำหรับเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ บนระบบ 500 kWp ที่มี 250 โมดูล (สมมติว่าโมดูล 2 kW และ 25 โมดูลต่อสาย = 10 สายต่ออินเวอร์เตอร์) ต้นทุนที่แตกต่างกันอาจเกิน 30,000 ดอลลาร์ในการติดตั้ง
ข้อกำหนดการติดฉลากและป้าย
NEC 2020 กำหนดให้มีการติดฉลากเฉพาะในหลายจุด:
- สวิตช์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว: ป้าย "SOLAR PV SYSTEM RAPID SHUTDOWN SWITCH" พื้นหลังสีแดง ตัวอักษรขั้นต่ำ 3/8"
- ที่อาร์เรย์: ป้ายระบุว่าระบบสามารถปิดระบบได้รวดเร็ว โดยอยู่ในตำแหน่งที่มองเห็นได้จากจุดเชื่อมต่อหลังคา
- แผนภาพระบบ: ไดอะแกรมบรรทัดเดียวของระบบ PV จะต้องโพสต์อย่างถาวรที่ตำแหน่งสวิตช์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว
- อุปกรณ์บ่งชี้: ไฟหรือป้ายที่มองเห็นได้ซึ่งระบุสถานะ "ระบบอยู่ในการปิดระบบอย่างรวดเร็ว" เมื่อเริ่มการปิดระบบ
การปิดระบบอย่างรวดเร็วในเขตอำนาจศาลที่ไม่ใช่ของ NEC
นอกสหรัฐอเมริกา ข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วจะแตกต่างกันไป มาตรฐาน IEC 60364-7-712 ของยุโรปกำหนดให้มีสวิตช์แยก AC ที่สามารถเข้าถึงได้ที่จุดเชื่อมต่อโครงข่าย แต่ไม่ได้บังคับ (ในฉบับปัจจุบัน) กำหนดให้ลดแรงดันไฟฟ้าภายในขอบเขตอาเรย์เป็น 30 V อย่างไรก็ตาม ประเทศในยุโรปหลายประเทศได้นำเสนอการแก้ไขระดับชาติที่กำหนดให้ต้องมีอุปกรณ์ความปลอดภัยระดับโมดูลหรือระดับสตริงสำหรับระบบบนหลังคาเชิงพาณิชย์ใหม่ ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน VDE-AR-E 2100-712 ของเยอรมนีมีข้อกำหนดสำหรับ "แรงดันไฟฟ้าต่ำที่ปลอดภัย" ที่อาร์เรย์ภายใต้สภาวะฉุกเฉิน
สำหรับโครงการในตะวันออกกลางและเอเชียกลางที่กำหนดเป้าหมายไปที่ตลาดส่งออกหรือใช้รหัสอ้างอิงของสหรัฐอเมริกา ให้ยืนยันข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วกับหน่วยงานท้องถิ่นที่มีเขตอำนาจศาล (AHJ) ติดต่อเรา เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์สำหรับเขตอำนาจศาลใดๆ — อินเวอร์เตอร์ Sungrow ของเราได้รับการรับรองมาตรฐาน IEC, CE และ UL และเข้ากันได้กับระบบ MLPE และ SRSD หลักๆ สำหรับการออกแบบที่สอดคล้องกับ NEC
ผลกระทบต่อการออกแบบระบบ
การปฏิบัติตามการปิดระบบอย่างรวดเร็วควรคำนึงถึงการออกแบบระบบตั้งแต่เริ่มแรก ไม่ใช่การปรับปรุงเพิ่มเติมหลังการตรวจสอบใบอนุญาต:
- ระบุข้อกำหนด SRSD หรือ MLPE ใน RFQ เพื่อให้ผู้รับเหมากำหนดราคาได้อย่างถูกต้อง
- การกำหนดเส้นทางสตริงต้องสิ้นสุดที่กล่อง Combiner ที่สามารถเข้าถึงได้หรือจุดติดตั้ง Array-Edge สำหรับการติดตั้ง SRSD
- สวิตช์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วจะต้องรวมอยู่ในแผนภาพบรรทัดเดียวที่ยื่นขอใบอนุญาต
- รายการตรวจสอบการทดสอบการใช้งานจะต้องมีการทดสอบฟังก์ชันการปิดเครื่องอย่างรวดเร็วแบบเรียลไทม์ โปรดดูของเรา คู่มือรายการตรวจสอบการว่าจ้าง
- ข้อกำหนด AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) ภายใต้ NEC 2020 มาตรา 690.11 ใช้พร้อมกันกับการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว - อินเวอร์เตอร์บางตัวมี AFCI ในตัว