Mảng năng lượng mặt trời trên mái tòa nhà gây nguy hiểm cho lính cứu hỏa mà hệ thống gắn trên mặt đất không có: các dây dẫn điện nằm trên một cấu trúc mà lính cứu hỏa phải tiếp cận, cắt xuyên qua và thông gió trong điều kiện khẩn cấp. NEC 2020 Mục 690.12 - yêu cầu Tắt máy nhanh - giải quyết vấn đề này bằng cách yêu cầu tất cả các dây dẫn mang điện trong ranh giới mảng phải được ngắt điện trong vòng 30 giây kể từ khi bắt đầu tắt máy. Đối với bất kỳ dự án thương mại nào trên mái nhà được cấp phép theo NEC 2020 trở lên, việc tuân thủ không phải là tùy chọn.

Các địa chỉ tắt máy nhanh chóng nguy hiểm

Hệ thống biến tần chuỗi tiêu chuẩn, khi ngắt kết nối AC được mở, sẽ ngừng chuyển đổi nguồn điện - nhưng chuỗi DC giữa các mô-đun và biến tần vẫn hoạt động miễn là ánh sáng mặt trời chiếu vào mảng. Chuỗi 20 mô-đun ở 40 V mỗi mô-đun tạo ra 800 V DC ngay cả khi biến tần hoàn toàn ngoại tuyến. Lính cứu hỏa khoét lỗ trên mái để thông gió cho đám cháy sẽ gặp phải những dây dẫn mang điện mà hệ thống điện xoay chiều của tòa nhà không thể điều khiển được.

Tắt máy nhanh chóng giúp loại bỏ mối nguy hiểm này bằng cách đảm bảo rằng trong vòng 30 giây kể từ khi bắt đầu tắt máy (thông qua công tắc chuyên dụng ở lối vào dịch vụ), tất cả các dây dẫn trong phạm vi 1 foot tính từ ranh giới mảng đều giảm xuống 30 V hoặc ít hơn. Dưới 30 V DC, nguy cơ điện giật và phóng điện hồ quang đối với nhân viên không được bảo vệ sẽ giảm xuống dưới mức đe dọa tính mạng.

Mục 690.12 của NEC 2020 yêu cầu những gì

NEC 2020 (được các tiểu bang Hoa Kỳ áp dụng dần dần từ năm 2020 trở đi) đã thắt chặt các yêu cầu ngừng hoạt động nhanh chóng được đưa ra trong NEC 2017:

Cấu trúc hệ thống tương thích

Kiến trúcTuân thủ NEC 2020?Cách tắt máy đạt đượcTác động chi phí
Điện tử công suất cấp mô-đun (bộ biến tần vi mô)Có - vốn đã tuân thủBộ biến tần vi mô của mỗi mô-đun ngừng chuyển đổi khi ngắt nguồn AC khi bắt đầu tắt máyCao - bộ biến tần vi mô có giá trên mỗi watt cao hơn bộ biến tần chuỗi
Bộ tối ưu hóa nguồn DC với biến tần chuỗiCó - nếu trình tối ưu hóa hỗ trợ tắt MLPEBộ tối ưu hóa mặc định ở trạng thái "an toàn" điện áp thấp khi mất liên lạc từ biến tầnTrung bình - chi phí tối ưu hóa được thêm vào hệ thống biến tần chuỗi
Biến tần chuỗi với thiết bị tắt nhanh cấp chuỗi (SRSD)Có - nếu SRSD đáp ứng 690,12Mô-đun SRSD chuyên dụng cắt chuỗi DC tại ranh giới mảng khi có tín hiệu tắt máyThấp hơn MLPE - một SRSD trên mỗi chuỗi thay vì trên mỗi mô-đun
Biến tần chuỗi, không có thiết bị bổ sungKhông - không tuân thủ NEC 2020Dây DC vẫn hoạt động ở mức điện áp tối đa; chỉ có phía AC bị cô lậpKhông áp dụng - không tuân thủ
Biến tần lai tích hợp bộ truyền phát tắt máy nhanhCó - nếu biến tần được chứng nhận đạt tiêu chuẩn UL 1741 SA với khả năng tắt máy nhanhBiến tần tạm dừng MPPT và gửi tín hiệu tắt máy đến các thiết bị phía mảngTương tự với chuỗi + SRSD

Thiết bị tắt nhanh cấp chuỗi (SRSD): con đường tối ưu hóa chi phí thương mại

Đối với các hệ thống thương mại có nhiều chuỗi và ưu tiên các bộ biến tần chuỗi, các bộ tối ưu hóa cấp mô-đun trên mỗi mô-đun đều đắt tiền và làm tăng thêm độ phức tạp của quá trình cài đặt. Thiết bị tắt nhanh cấp chuỗi — mỗi chuỗi một chuỗi, được cài đặt ở rìa mảng — là giải pháp thay thế được tối ưu hóa chi phí. Chúng hoạt động bằng cách duy trì tín hiệu "bật" được cấp nguồn từ biến tần; khi công tắc tắt nhanh mở mạch điện xoay chiều, tín hiệu kích hoạt sẽ bị mất và tiếp điểm không an toàn của SRSD sẽ mở chuỗi DC trong vòng một phần nghìn giây.

SRSD rẻ hơn đáng kể so với MLPE trên mỗi mô-đun: một SRSD thông thường xử lý một chuỗi (10–25 mô-đun) với giá cài đặt là $80–$150, so với $80–$150 mỗi mô-đun dành cho trình tối ưu hóa. Trên hệ thống 500 kWp với 250 mô-đun (giả sử 2 mô-đun kW và 25 mô-đun trên mỗi chuỗi = 10 chuỗi trên mỗi biến tần), chênh lệch chi phí có thể vượt quá 30.000 USD khi lắp đặt.

Yêu cầu về ghi nhãn và biển báo

NEC 2020 yêu cầu ghi nhãn cụ thể ở nhiều điểm:

Đóng cửa nhanh chóng ở các khu vực pháp lý không thuộc NEC

Bên ngoài Hoa Kỳ, yêu cầu tắt máy nhanh chóng khác nhau. Tiêu chuẩn IEC 60364-7-712 của Châu Âu yêu cầu một công tắc cách ly AC có thể tiếp cận tại điểm kết nối lưới nhưng không (kể từ các phiên bản hiện tại) bắt buộc phải giảm điện áp trong ranh giới mảng xuống 30 V. Tuy nhiên, một số quốc gia Châu Âu đã đưa ra các sửa đổi quốc gia yêu cầu thiết bị an toàn cấp mô-đun hoặc cấp chuỗi cho các hệ thống mái nhà thương mại mới. Ví dụ, tiêu chuẩn VDE-AR-E 2100-712 của Đức bao gồm các yêu cầu về "điện áp thấp an toàn" tại mảng trong điều kiện khẩn cấp.

Đối với các dự án ở Trung Đông và Trung Á nhắm đến thị trường xuất khẩu hoặc sử dụng mã tham chiếu của Hoa Kỳ, hãy xác nhận các yêu cầu ngừng hoạt động nhanh chóng với Cơ quan có thẩm quyền địa phương (AHJ). Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về thông số kỹ thuật của thiết bị cho bất kỳ khu vực pháp lý nào - bộ biến tần Sungrow của chúng tôi được chứng nhận theo các tiêu chuẩn IEC, CE và UL và tương thích với các hệ thống MLPE và SRSD chính cho các thiết kế tuân thủ NEC.

Tác động đến thiết kế hệ thống

Việc tuân thủ tắt máy nhanh phải được đưa vào thiết kế hệ thống ngay từ đầu, không được trang bị thêm sau khi xem xét giấy phép: