เพิ่มความปลอดภัยให้กับระบบ PV ผ่านนวัตกรรมสําหรับการจัดการเพลิงไหม้และความเสี่ยง
โดย: Meir Adest ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายสารสนเทศและผู้ก่อตั้ง SolarEdge
การติดตั้งระบบ PV ได้ดึงดูดความสนใจจากเจ้าของบ้านและธุรกิจมากขึ้น เนื่องจากความคุ้มค่าที่เพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มจํานวนการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งสําคัญที่จะต้องระลึกไว้เสมอคือระบบเหล่านี้เปรียบเหมือนโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก แม้ว่าระบบ PV จะมีความปลอดภัยแล้วก็ตาม การคำนึงถึงมาตรการด้านความปลอดภัยควรถูกนำมาพิจารณาใช้ตั้งแต่ระหว่างการออกแบบ และการติดตั้งระบบ
มาตรฐานสากล และกฎระเบียบกําลังนําอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ไปสู่ระบบที่มีความปลอดภัยที่ดีขึ้น แม้ว่าข้อกําหนดด้านความปลอดภัยของ PV จะเป็นความรับผิดชอบของแต่ละประเทศ และอาจแตกต่างกันไปตามภูมิภาค แต่ระเบียบข้อบังคับต่าง ๆ มีผลกระทบร่วมกันต่อการขับเคลื่อนมาตรฐานด้านความปลอดภัยของอุตสาหกรรมไปในอนาคตข้างหน้า ตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นําประเทศหนึ่งในกฎระเบียบด้านความปลอดภัยของระบบ PV โดยในข้อกำหนดล่าสุด NEC ปี 2017 จะช่วยลดอันตรายจากไฟช็อตในอาเรย์ของ PV โดยมีการกำหนดความต้องการฟังก์ชันที่จะปิดระบบอย่างรวดเร็ว (Rapid Shutdown) ไว้กับระบบที่ติดตั้งบนหลังคา ข้อกําหนดระบุว่า ตัวนําไฟฟ้าภายใต้การควบคุมเกินระยะหนึ่งฟุต (30.5 ซม.) จากอาเรย์ จําเป็นต้องลดแรงดันลงเหลือ 30 โวลต์หรือน้อยกว่านั้นภายใน 30 วินาที เพื่อช่วยให้ผู้ติดตั้ง พนักงานซ่อมบํารุง และนักดับเพลิงสามารถควบคุมสถานการณ์ได้อย่างรวดเร็วหลังจากการปิดระบบ
อีกตัวอย่างหนึ่งคือมาตรฐาน VDE-AR-E 2100-712 ของเยอรมัน กำหนดให้หลังจากปิดแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับแล้ว ผู้เข้าควบคุมเหตุรายแรกจะต้องไม่เสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าดูดจากการสัมผัสโดยตรงกับสายเคเบิล DC แรงดันสูง และในออสเตรีย มีมาตรฐาน OVE R11-1: 2013 ซึ่งจําเป็นต้องมีอุปกรณ์ตัดวงจรใกล้กับแหล่งที่มาของไฟฟ้า (แผง PV) โดยขึ้นอยู่กับในแต่ละสถานการณ์ กฎระเบียบเพิ่มเติมด้านความปลอดภัยมุ่งเน้นไปที่ความสําคัญด้านต่างๆ เช่น การตรวจจับไฟอาร์ค (arc detection) กฎระเบียบด้านความปลอดภัยขั้นสูงเหล่านี้กําหนดให้ใช้ฟังก์ชั่นการตรวจจับไฟอาร์ค ที่ออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบจากข้อผิดพลาดที่ก่อให้เกิดไฟอาร์ค ซึ่งในบางสถานการณ์อาจเสี่ยงเกิดไฟไหม้ได้ สหรัฐฯ มีมาตรฐานการตรวจจับการอาร์คที่เข้มงวดที่สุดมาตรฐานหนึ่ง ซึ่งก็คือ UL 1699B ซึ่งกำหนดให้มีการตรวจจับการอาร์คที่เกิดขึ้น
นักดับเพลิงไม่ได้รับอนุญาตให้ดับไฟด้วยน้ำหากอาคารมีระบบ PV ติดตั้งอยู่ ทั้งนี้เนื่องจากแผง PV ในระบบ PV ยังผลิตแรงดันไฟฟ้า DC ต่อ แม้ว่าอินเวอร์เตอร์หรือกริดจะถูกปิดหรือตัดขาดแล้วก็ตาม จึงเป็นเหตุให้มีความเสี่ยงจากการถูกไฟดูดได้ ทั้งนี้นักดับเพลิงอาจถูกสั่งให้ใช้โฟมพ่นดับไฟ เป็นทางเลือกอีกทาง (แม้ว่าจะไม่แนะนํา) หรือปล่อยให้โรงไฟฟ้า PV ไหม้จนกว่าจะดับเอง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อทรัพย์สินและความเสียหายทางการเงินได้
นอกจากความสำคัญด้านกฎระเบียบความปลอดภัยที่มีส่วนเพิ่มความปลอดภัยให้กับระบบ PV แล้ว ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเองก็มีส่วนในการกําหนดเกณฑ์มาตรฐานใหม่สําหรับความปลอดภัยในระดับที่สูงขึ้น ในขณะที่อินเวอร์เตอร์แบบดั้งเดิมอาจมีโซลูชั่นด้านความปลอดภัยที่จํากัด แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีใหม่ๆ นั้นล้ำหน้าและบางครั้งก็เหนือกว่ามาตรฐานด้านความปลอดภัยที่มี และอาจให้ผลประโยชน์ที่คุ้มค่าทั้งด้านต้นทุนและเวลา อินเวอร์เตอร์แบบดั้งเดิมมีฟังก์ชั่นความปลอดภัยที่จํากัด ทั้งนี้เนื่องจากแม้ว่าอินเวอร์เตอร์จะปิดการทํางานแล้ว แต่กระแสไฟฟ้าไหลในสายเคเบิล DC จะยังคงมีพลังงานอยู่ ซึ่งหมายความว่าหลังคาจะไม่ปลอดภัยสําหรับผู้เข้าควบคุมเหตุรายแรก เพื่อให้อินเวอร์เตอร์แบบดั้งเดิมเหล่านี้เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย โดยทั่วไป จึงจําเป็นต้องซื้อ และติดตั้งอุปกรณ์ด้านความปลอดภัยเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น อินเวอร์เตอร์ระบบ DC optimized ฟังก์ชั่นความปลอดภัยตามระเบียบข้อบังคับสำหรับลดแรงดันไฟฟ้า DC เมื่ออินเวอร์เตอร์หรือไฟ AC ถูกปิด จะถูกรวมอยู่แล้วในโซลูชั่นภายในตัวระบบอินเวอร์เตอร์เอง
ความก้าวหน้าด้านความปลอดภัยเหล่านี้ให้ประโยชน์แก่ทุกฝ่าย โดยนักดับเพลิงสามารถขึ้นไปที่หลังคาได้โดยไม่เสี่ยงต่อไฟฟ้าดูด และช่างฝ่ายซ่อมบํารุงรักษา สามารถดําเนินการตรวจสอบระบบ PV ได้ในจุดติดตั้ง เมื่อเทคโนโลยีความปลอดภัยถูกฝังรวมอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับแผงที่สามารถตรวจสอบได้ในระดับแผงด้วยแล้ว ประโยชน์เพิ่มเติมสําหรับบุคลากรฝ่ายซ่อมบํารุงก็คือสามารถแก้ไขปัญหาจากระยะไกลเพื่อลดปริมาณงานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงบนหลังคาลง สุดท้าย เจ้าของระบบจะได้รับความสบายใจและได้ RoI (ผลตอบแทนด้านการลงทุน) ที่ดีขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากเทคโนโลยีความปลอดภัยที่ฝังอยู่ในโซลูชั่นที่ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม และยังอาจช่วยลดอัตราค่าใช้จ่ายในส่วนประกันภัยลงได้อีกด้วย
แม้ว่าจะพบไม่บ่อย แต่เพลิงไหม้อาจเกิดในอาคารที่มีระบบ PV ได้ ในกรณีแบบนี้เองที่โซลูชั่นด้านความปลอดภัยขั้นสูงจะยิ่งพิสูจน์ว่ามีความสําคัญมากขึ้น สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดสําหรับเหตุเพลิงไหม้ในระบบ PV คือ การเกิดไฟอาร์ค การปล่อยพลังงานสูงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นผลจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านสื่อที่โดยปกติแล้วไม่นําไฟฟ้า เช่น อากาศ ซึ่งก่อให้เกิดการจ่ายกระแสไฟในโครงสร้างรองแผง ทําให้ระบบติดตั้งทั้งหมดนำไฟฟ้า ทําให้อาจเกิดอันตรายจากไฟฟ้าดูดหรืออาจเกิดเพลิงไหม้ได้เมื่อเชื่อมต่อสายเคเบิลหรือขั้วต่อของระบบ PV อย่างไม่เหมาะสมหรือเสียหาย
อินเวอร์เตอร์ SolarEdge ระบบ DC optimized มีเทคโนโลยี SafeDC™ ฝังอยู่ในระบบโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม หรือต้องออกแบบใดๆเพิ่ม ในระบบ SolarEdge เมื่อใดก็ตามที่ไฟ AC ปิดใช้งาน แรงดันสายไฟฟ้า DC จะลดลงให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย โดยอุปกรณ์ optimizer จะลดแรงดันไฟฟ้า DC ในสายไฟ PV เพื่อป้องกันผู้ติดตั้ง ช่างฝ่ายบำรุงรักษา และนักดับเพลิง SolarEdge ยังนําเสนอคุณสมบัติด้านความปลอดภัยขั้นสูงเพิ่มเติม เช่น เกตเวย์แบบดับเพลิง (firefighter gateway) ซึ่งช่วยให้สามารถจัดการความปลอดภัยส่วนกลางสําหรับระบบ PV ได้ รวมถึงการปิดระบบ DC ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบแมนนวล มีการระบุแรงดันไฟฟ้า DC ของระบบแบบเรียลไทม์เพื่อรับประกันความปลอดภัย และมีปุ่มหยุดฉุกเฉินสําหรับระบบ PV ทั้งหมด
แม้ว่าไฟไหม้ที่เกี่ยวข้องกับระบบ PV จะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก และไฟไหม้ที่เกิดจากตัวระบบ PV เองอาจเกิดขึ้นน้อยกว่านั้นอีก แต่ความก้าวหน้าของฟังก์ชั่นความปลอดภัยภายในอุตสาหกรรมเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการเพิ่มการใช้งานในระบบ PV อย่างต่อเนื่อง ขณะที่หน่วยงานอุตสาหกรรมมุ่งเน้นไปที่การเขียนมาตรฐานใหม่ SolarEdge ยังคงมุ่งมั่นที่จะเป็นผู้นําอุตสาหกรรมโดยการพัฒนาโซลูชั่นความปลอดภัยขั้นสูง เช่นเดียวกับที่ได้ทํากับ SafeDC™ และเทคโนโลยีตรวจจับอาร์ก การผสมผสานกฎระเบียบที่กําลังพัฒนา และนวัตกรรมทางเทคโนโลยี ตลอดจนการรับรู้ของผู้บริโภค จะช่วยขับเคลื่อนความปลอดภัยให้ดำเนินก้าวหน้าต่อไป
