Blog

Nov. 6, 2015

ในการติดตั้ง Solar Rooftop คงจะพบเจอเหตุการณ์ติดตั้งแผงโซล่าเซลล์แล้วมีระบบป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Protection System) บนหลังคา 

แล้วระยะห่างระหว่างแผงโซล่าเซลล์และเสาล่อฟ้า ควรเป็นเท่าไรถึงจะเหมาะสม ?

 

 

การฉนวนไฟฟ้าของระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกเพื่อลดผลกระทบข้างเคียงเมื่อเกิดฟ้าผ่า อาทิเช่น ไฟฟ้าแลบจากด้านข้าง (side flash)  เป็นต้น  ตามมาตรฐาน IEC 62305-3 ผู้ออกแบบสามารถคำนวณหาระยะต่ำสุดระหว่างแผงโซล่าเซลล์ได้ดังนี้


s = (ki*kc*l)/km 
โดย s = ระยะห่างน้อยสุดระหว่างเสาล่อฟ้า,ตัวนำล่อห้า,ตัวนำลงดิน กับแผงโซล่าเซลล์
l = ความยาวของตัวนำล่อฟ้าฟ้าหรือตัวนำลงดินจากจุดที่พิจารณาไปยังจุดที่ประสานศักย์หรือต่อฝากใกล้ที่สุด
Ki ขึ้นอยู่กับระดับชั้นการป้องกันฟ้าผ่า (Level I , Ki = 0.1,Level 2 = Ki = 0.075 , Level3,4 = ki= 0.05)
Kc ขึ้นอยู่กับกระแสฟ้าผ่าที่ไหลในตัวนำลงดิน (ตัวนำลงดิน = 1, Kc = 1 , ตัวนำลงดิน = 2, Kc = 1-0.5,ตัวนำลงดิน =n, Kc = 1-1/n)
Km ขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า (บนหลังคาคืออากาศ Km = 1 )

ตัวอย่างการคำนวณ


จงหาระยะห่างน้อยสุดที่สามารถติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ กำหนดให้ระยะ l = 10 m และอาคารดังกล่ามีระดับการป้องกันฟ้าผ่าที่ ระดับ 1 และจำนวนตัวนำลงดิน = 1
วิธีทำ s = (ki*kc*l)/km =  (0.1 * 1*10) /1 = 1 m

 

วันที่เขียน

6/11/2015

นครินทร์ รินพล 

 

 

Oct. 14, 2015

ในการพิจารณาเลือกใช้ฐานรากของชุดโครงสร้างจับยึดแผงนั้น  ต้องทำการเจาะสำรวจดินเพื่อนำตัวอย่างมาทดสอบในห้องปฏิบัติการตามกระบวนการทางปฐพีกลศาสตร์  โดยการเจาะสำรวจดินส่วนใหญ่นั้นมีหลายๆวิธี อาทิเช่นการใช้วิธี Wash Boring คือ ใช้แท่งเหล็กที่เป็นส่วนหรือตัวกระทุ้งดินและใช้น้ำเป็นตัวพาเอาเศษดินขึ้นมาทำให้สามารถขุดเจาะลึกได้ และจะเก็บตัวอย่างดินทุก ๆ 1.5 เมตร เมื่อได้ดินแล้วจะนำเข้าห้องปฏิบัติการเพื่อหาคุณสมบัติเบื้องต้นต่าง ๆ เช่น ความชื้นของดิน (Naturai Water Content) ขีดจำกัดเหลว (Liguid Limit)ขีดจำกัดพลาสติก (Plastic Limit) หน่วยรับน้ำหนัก (Unit Weight)การจัดเรียงตัวของเม็ดดิน  เพื่อจำแนกชนิดของดินและหาค่ากำลังรับแรงเฉือนของดิน ซึ่งขั้นตอนดังกล่าวจะเป็นส่วนสำคัญในการตัดสินใจเลือกชนิดของระบบชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดินดังรุปที่ 1

รูปที่ 1

 

สำหรับระบบชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดินนั้นจะมีหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างการจับยึดแผงโซล่าเซลล์และพื้นดินผ่านชุดโครงสร้าง โดยมีหลากหลายประเภทให้ใช้งาน ตามผู้ผลิต แต่โดยทั่วไปแล้วสามารถแบ่งตามประเภทของฐานรากออกเป็น 2 ชนิดดังนี้

 

1.แบบฐานรากตื้น นิยมใช้ฐานแผ่เดี่ยวซึ่งเป็นการเทคอนกรีตเป็นรูปสี่เหลี่ยมในงานโซล่าฟาร์ม เหมาะสมสำหรับชั้นดินตื้นมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับน้ำหนักบรรทุกของชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์   หรือพื้นที่บางแห่งเช่น พื้นที่ในการตอกเป็นหินส่วนมาก ที่ไม่สามารถตอกเสาเข็มได้เนื่องจากสภาพพื้นดินนท้องที่นั้นไม่เหมาะสมและมีค่าใช้จ่ายสูง  ข้อดีของฐานรากแบบคอนกรีตคือมีความต้านทานการป้องกันสนิมที่สูงเพราะชุดเสาไม่ต้องสัมผัสดินโดยตรง  การติดตั้งไม่ต้องการเครื่องจักรหนัก(รถตอกเสาเข็ม) นอกจากนี้ยังสามารถรื้อถอนชุดโครงสร้างจับยึดได้ง่ายกว่าแบบเสาเข็ม ทำให้ใช้เวลาการรื้อถอนที่น้อยกว่าเสาเข็ม ซึ่งจะเหมาะสมสำหรับผู้ใช้งานที่มีแผนจะย้ายชุดโครงสร้างไปยังพื้นที่อื่นๆในอนาคตเช่น มีแผนว่าเมื่อสื้นสุดสัญญาขายไฟ 25 ปี ก็จะนำชุดโครงสร้างเหล่านี้ไปใช้ที่อื่น  เป็นต้น โดยปกติแล้วทางผู้ผลิตจะเสนอฐานรากตื้นมาพร้อมกับชุดโครงสร้างใรการขาน  ผู้ออกแบบจึงหน้าที่เพียงเลือกใช้เท่านั้นโดยการใช้ขอมูลจากการสำรวจดินมาประกอบ  เมื่อได้ข้อมูลการสำรวจแล้ว หากชั้นดินตื้นสามารถรองรับน้ำหนักได้ตั้ง 20-25kg ก็สามารถเลือกใช้ฐานรากแบบแผ่นได้ แต่หากระยะชั้นดินตื้นไม่สามารถรองรับน้ำหนักได้ในระดับไม่เกิน 1.5 เมตร ผู้เขียนขอแนะนำให้ใช้เสาเข็มแทนฐานรากแผ่

รูปที่ 2

 

 

2.แบบ Driven  Post (เสาเข็ม) เหมาะสมสำหรับกรณีที่ชั้นดินในระดับตื้นมีความแข็งแรงไม่พอจะรับน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้าง ซึ่งเสาเข็มมีหลักการทำงานคือถ่ายทอดน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้างทั้งหมดลงสู่ชั้นดินลึกโดยอาศัยแรงเสียทานผิว (Skin Friction)ดิน ซึ่งก็คือแรงยึดเกาะระหว่างเสาเข็มและดินตลอดความยาวของเสาเข็ม และแรงต้านที่ปลายเสาเข็ม(End Bearing)เสาเข็มจึงเป็นส่วนสำคัญเป็นรากฐานเพื่อสร้างความมั่นคงแข็งแรง  โดยลักษณะของเสาเข็มที่นิยมใช้งานใน Solar Farm นั้น เสาเข็มควรจะเป็นเหล็กชุปกาวาไนซ์ (Galvanized) โดยในตลาดปัจจับันนั้นมีหลายๆแบบให้เลือกใช้งาน อาทิเช่น เสาเข็มเหล็กที่แบบสกรูซึ่งเมื่อทำฐานรากแล้วเสร็จจึงค่อยยึดกับชุดโครงสร้างอีกทีซึ่งเหมาะกับพื้นที่จำกัดในการก่อสร้างและไม่ต้องการแรงสั่นสะเทือน  นอกจากนี้ยังมีเสาเข็มอีกประเภทนึงเรียกว่าเสาเข็มตอกซึ่งใช้เหล็ก  H beam , I beam ,เหล็กเข็มพืด  และเสาเข็มกลวงในการทำเสาเข็ม  เป็นต้น แต่ทั้งนี้ในปัจจุบันจะนิยมใช้เหล็กเข็มพืด  ในการทำเสาเข็ม เพราะว่าราคาถูก ทนการโก่งงอได้ดี  มีแรงเสียดทานระหว่างเสาเข็มและดินทั้งด้านในและด้านนอกทำให้เกิดแรงยึดเกาะระหว่างเสาเข็มและดินสูง  อีกทั้งดินที่อุดในช่องว่างของเสาเข็มจะเพิ่มแรงแบกทานที่เสาเข็มสูงมากกว่าใช้เหล็ก  H beam หรือ I beam อีกด้วย

 

รูปที่ 3

 

โดย คู่มือการออกแบบระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

15/10/2558

Oct. 8, 2015

ทำไมไม่ควรม้วนสาย PV1-F

 

คำตอบคือเกิดค่า L ครับ 
ค่า L ส่งผลต่อกระทบโดยตรงเมืื่อเกิดฟ้าผ่าใกล้ๆจะทำให้เกิดแรงดันกระโชกเข้ามาในระบบครับ ควรหลีกเลี่ยง) สูตรคร่าวๆ ก็ v(t) = L*(di/dt) โดย di/dt ก็กระแสของสายฟ้าที่ผ่ามาช่วงเวลาสั้นแหละครับ หากไม่มีอุปกรณ์ SPD ป้องกันไว้อาจจะส่งผลทำให้เกิดแรงดันในระบบส่งผลทำให้อุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เสียหายได้  http://www.bdloops.com/twisted_leadin.html

Oct. 8, 2015

ข้อความทราบสำหรับเจ้าของบ้าน ผู้ติดตั้งระบบโซล่าเซลล์

1. เจ้าของบ้านควรทราบวิธีปิดระบบไฟฟ้า กรณีเกิดเหตุการณ์ฉุกเฉินอาทิเช่น dc ciruit breaker, disconecting switch
2. เจ้าของบ้านควรแจ้งสถานีดับเพลิงที่อยุ่ใกล้ที่สุดว่ามีการติดตะ้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อให้ทางเจ้าหน้าที่ดับเพลิงได้ระวังและเตรียมแผนงานในการดับเพลิง กรณีเกิดไฟไหม้บ้านท่าน
3. ผู้ติดตั้งควรตรวจสอบการติดตั้งโดยอยุ่บนพื้นฐานวิชาการ ไม่ใช่ประสบการณ์ที่เคยทำอย่างเดียว อาทิเช่น การเข้าหัวmc4, สายไฟ, แผง นอกจากการติดตั้งแล้วการออกแบบก็สำคัญมากเพราะส่งผลต่อการติดตั้ง
4. เจ้าของบ้านและผุ้ติดตั้งควรจะมีการกำหนดการ pm เพื่อป้องกันอันตรายที่จะเกิดขึ้นในอนาคต
5. เจ้าของบ้าน ควรจะมีถังดับพลิงชนิดที่สามารถใช้ดับไฟจากกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้งานภายในบ้าน

คิดออกแค่นี้แหละครับ

สำคัญสุดคือการป้องกันไม่ใช่การแก้ปัญหา การป้องกันควรจะทำเป็นมาตรฐานการติดตั้งไปซะ และให้ผุ้ติดตั้งดำเนินการตามมาตรฐาน จะได้ปลอดภัยยิ่งขึ้นครับ

Oct. 8, 2015

สิ่งที่คุณคิด อาจจะไม่ใช่สิ่งที่คุณเข้าใจ ว่าไหม? 

การเดินสายไฟบนแผงโซล่าเซลล์นั้นเป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันผลกระทบทางอ้อมจากฟ้าผ่าใกล้ๆแผงโซล่าเซลล์ เนื่องจากแรงดันเหนี่ยวนำที่สูงสามารถเหนี่ยวนำเข้าไปยังสายไฟที่ต่อกับแผงโซล่าเซลล์ได้ ซึ่งแรงดันเหนี่ยวนำนั้นเกิดจากสายฟ้านั่นเองเพราะสายฟ้ามีกระแสที่สูง (จากสูตร V = L x dI/dt) ทำให้เกิดแรงดันเหนี่ยวนำ ซึ่งในทางปฏิบัตินั้น เราจะต้องพยายามที่จะไม่สร้าง Loop เกิดขึ้นในการเชื่อมต่อแผงโซล่าเซลล์ ซึ่งวิธีที่ถูกต้องคือการต่อแบบรูป B ซึ่งจะเป็นการลดพื้นที่การเหนี่ยวนำ ส่วนรูป A นั้นจะเป็รการเพิ่มพื้นที่การเหนี่ยวนำ ซึ่งค่าความเหนี่ยวนำนั้นก็คือ L เพราะฉะนั้นยิ่งค่า L เพิ่มขึ้นจะทำให้เกิดแรงดันเหนี่ยวนำจากฟ้าผ่าตกคร่อมระบบในด้าน DC มากขึ้น ซึ่งอาจจะส่งผลทำให้เมื่อเกิดฟ้าผ่าลงมาบริเวณใกล้ๆแผงโซล่าเซลล์ ทำให้อุปกรณ์ในระบบเสียหายได้ หากไม่มีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก หรือ SPDในด้าน DC ซึ่งทำหน้าที่ overvoltage protection หรือป้องกันแรงดันเกินในระบบ (แต่ถ้ามาสูงเกินพิกัดมัน มันก็พังนะครับ 555 มันช่วยได้แค่ระดับหนึ่ง) ถ้าใช้แบบ A แน่นอนว่ามันจะประหยัดค่าสายไฟแต่ถ้ามองเรื่องความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นในระบบนั้นจะพบว่าแบบ B ปลอดภัยมากกว่าในกรณีที่เกิดฟ้าใกล้ๆ ทำให้เกิดแรงดันเหนี่ยวนำในระบบด้าน DC ที่น้อยลง