Rapid Shutdown คืออะไร? จำเป็นอย่างไรต่อโซลาร์เซลล์

พลังงานแสงอาทิตย์ ถือเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย ในฐานะพลังงานทางเลือกที่มีความยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยการแปลงพลังงานแสงผ่านโซลาร์เซลล์ อย่างไรก็ตาม หากระบบไฟฟ้าเกิดขัดข้องระหว่างการจ่ายไฟ การลดแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์อาจทำได้ยากกว่าการตัดกระแสไฟฟ้าจากระบบไฟฟ้าปกติ ระบบ Rapid Shutdown หรือระบบตัดกระแสไฟฟ้าฉุกเฉิน จึงเป็นระบบรักษาความปลอดภัยที่สำคัญเพื่อช่วยในการลดความเสี่ยงและความรุนแรงของอันตรายที่อาจเกิดขึ้น

ในบทความนี้จะพามาทำความรู้จักว่า ระบบ Rapid Shutdown คืออะไร ทำไมถึงมีความสำคัญต่อการติดตั้งระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงวิธีการติดตั้งและอุปกรณ์สำหรับเพิ่มความปลอดภัยให้กับการทำงานของระบบโซลาร์เซลล์

Rapid Shutdown คืออะไร?

Rapid Shutdown คือ ระบบความปลอดภัยที่ใช้สำหรับตัดการจ่ายไฟฉุกเฉิน เมื่อเกิดเหตุขัดข้องหรืออุบัติเหตุทางไฟฟ้า โดยจะทำหน้าที่หยุดการจ่ายกระแสไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงลดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย เพื่อความปลอดภัยในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมระบบ

โดย Rapid Shutdown มักติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรม อาคารพาณิชย์ หรือสถานที่อื่น ๆ ที่ติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้เป็นไปตามมาตรฐานของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (วสท.) และมาตรฐาน NEC

หลักการทำงานของระบบ Rapid Shutdown

Rapid Shutdown ทำงานโดยการลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ในระบบโซลาร์เซลล์ ลงสู่ระดับที่ปลอดภัยต่อการสัมผัส เพื่อลดอันตรายต่อนักผจญเพลิง ช่างไฟฟ้า หรือผู้ปฏิบัติงานในบริเวณติดตั้งโซลาร์เซลล์ โดยหลักการทำงานจะแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ๆ ดังนี้

1. ลดแรงดันไฟฟ้าภายนอกของแผงโซลาร์เซลล์ (Outside Array Boundary)

ระบบ Rapid Shutdown จะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลที่อยู่บริเวณภายนอกของแผงโซลาร์เซลล์ให้เหลือไม่เกิน 30 โวลต์ ภายในเวลา 30 วินาที

2. ลดแรงดันไฟฟ้าภายในของแผงโซลาร์เซลล์ (Inside Array Boundary)

นอกจากนี้ Rapid Shutdown จะทำหน้าที่ลดแรงดันไฟฟ้าภายในขอบเขตแผงโซลาร์เซลล์เป็นระยะ 300 มิลลิเมตรในทุกทิศทาง ให้เหลือไม่เกิน 80 โวลต์ภายใน 30 วินาที

ความสำคัญของระบบ Rapid Shutdown

• เพิ่มความปลอดภัยในกรณีฉุกเฉิน

หน้าที่ของ Rapid Shutdown คือการลดแรงดันไฟฟ้าในแผงโซลาร์เซลล์ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยต่อมนุษย์ ทำให้เมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน เช่น เพลิงไหม้ หรือไฟฟ้าลัดวงจร เจ้าหน้าที่จะสามารถเข้าปฏิบัติงานได้โดยไม่เกิดอันตรายจากไฟฟ้าแรงสูง

• ลดความเสี่ยงอันตรายจากไฟฟ้าแรงดันสูง

แม้ว่าจะตัดกระแสไฟฟ้าหลักจากระบบแล้ว แต่แผงโซลาร์เซลล์ยังคงผลิตไฟฟ้ากระแสตรงต่อไปในช่วงที่มีแสงแดด ระบบ Rapid Shutdown จะช่วยลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในโซลาร์เซลล์ ซึ่งมีแรงดันสูงและอาจเป็นอันตรายร้ายแรง เพื่อลดความเสี่ยงในการเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงจากไฟฟ้า

• ความปลอดภัยในการซ่อมแซมและบำรุงรักษา

การตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบโซลาร์เซลล์จำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังสูง เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์ที่ทำงานอยู่มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง ซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงาน การติดตั้ง Rapid Shutdown จะช่วยลดโอกาสในการเกิดอุบัติเหตุระหว่างการซ่อมบำรุงและเพิ่มความปลอดภัยให้กับช่างไฟฟ้าหรือผู้ปฏิบัติงาน

• เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของ NEC

การติดตั้ง Rapid Shutdown ยังถือเป็นมาตรฐานที่โรงงานอุตสาหกรรมต้องปฏิบัติตามเมื่อมีการใช้งานระบบโซลาร์เซลล์ โดยองค์กรที่ทำการติดตั้งโซลาร์เซลล์ขนาดตั้งแต่ 200 กิโลวัตต์ขึ้นไปต้องทำการติดตั้ง Rapid shutdown เพื่อลดความเสี่ยงจากอันตรายทางไฟฟ้าในกรณีฉุกเฉิน

มาตรฐานและข้อกำหนด NEC เกี่ยวกับระบบ Rapid Shutdown

มาตรฐานและข้อกำหนดของ National Electrical Code (NEC) เกี่ยวกับระบบ Rapid Shutdown มีจุดประสงค์หลักเพื่อเพิ่มความปลอดภัยสำหรับนักดับเพลิงและผู้ปฏิบัติงานที่อาจต้องสัมผัสกับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในกรณีฉุกเฉิน โดยมีข้อกำหนดดังนี้

• ต้องลดแรงดันไฟฟ้าในบริเวณ Array boundary ให้เหลือไม่เกิน 80 โวลต์ ภายใน 30 วินาที หรือใช้อุปกรณ์ควบคุมเพื่อลดความเสี่ยงจากการเกิดไฟดูดในการเกิดอันตรายต่อพนักงานดับเพลิง ซึ่งต้องมีผลการทดสอบตามขั้นตอน หรือ ใบรับรอง ตามมาตรฐาน UL3741 โดยรายงานผลการทดสอบต้องออกโดยสถาบันหรือหน่วยงานทดสอบที่เป็นกลาง และได้มาตรฐาน ได้แก่ TUV, VDE, Bureau Veritas, UL, CSA, InterTek หรือ PTEC
• ต้องลดแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลที่อยู่นอกบริเวณ Array boundary ให้เหลือไม่เกิน 30 โวลต์ ภายใน 30 วินาที

ส่วนในประเทศไทย การติดตั้งระบบ Rapid Shutdown ต้องเป็นไปตามมาตรฐานติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย: ระบบการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคา พ.ศ. 2565 (วสท. 022013-22) ที่กำหนดมาตรฐานเอาไว้ว่า

• เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ที่มีเคเบิลภายในอาคารยาวมากกว่า 1.5 เมตร หรือ เคเบิลของโซลาร์เซลล์ ยาวมากกว่า 3 เมตร
• เมื่ออุปกรณ์หยุดทำงานฉุกเฉินเริ่มทำงาน สายเคเบิลจะต้องมีแรงดันไม่เกิน 30 โวลต์ และ 240 โวลต์-แอมแปร์ ภายในเวลา 10 วินาที โดยแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้าต้องวัดระหว่างเคเบิลสองเส้นและระหว่างเคเบิลเส้นใดเส้นหนึ่งกับดิน
• ต้องมีการระบุอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่หยุดทำงานฉุกเฉิน โดยติดตั้งสวิตช์เริ่มการทำงานในตำแหน่งที่เจ้าหน้าที่ดับเพลิงสามารถเข้าถึงได้ง่าย เช่น ผนังใกล้ทางเข้าอาคาร เป็นต้น

อุปกรณ์ที่รองรับกับระบบ Rapid Shutdown

1. อุปกรณ์เพิ่มประสิทธิภาพ (Power Optimizer)

Power Optimizer เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยปรับการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงให้มีประสิทธิภาพสูงสุดในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง เช่น เมื่อมีเงาบดบังแสงอาทิตย์ หรือแผงวงจรบางจุดทำงานผิดปกติ ช่วยลดการสูญเสียพลังงานและยืดอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์ โดยติดตั้งแยกอิสระระหว่างแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผง มีข้อดีคือเมื่อแผงใดแผงหนึ่งเกิดปัญหา แผงอื่น ๆ จะยังทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ ซึ่งต่างจากสตริงอินเวอร์เตอร์ (String Inverter) แบบเดิมที่ประสิทธิภาพการผลิตพลังงานจะลดลงตามแผงที่มีประสิทธิภาพต่ำสุด

2. ไมโครอินเวอร์เตอร์ (Microinverter)

ไมโครอินเวอร์เตอร์ (Micro Inverter) คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) สำหรับใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยติดตั้งแยกอิสระใต้แผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผง มีข้อดีคือสามารถตัดการได้ทำงานทันทีเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉินที่แผงใดแผงหนึ่ง ทำให้รองรับระบบ Rapid Shutdown ได้ดีกว่าสตริงอินเวอร์เตอร์ (String Inverter) ที่แปลงกระแสไฟฟ้ารวมจากทั้งระบบ ซึ่งควบคุมการตัดการทำงานได้ยากกว่า

3. สวิตช์ตัดการทำงานฉุกเฉิน (Rapid Shutdown Switch)

สวิตช์ตัดการทำงานฉุกเฉิน (Rapid Shutdown Switch) จะทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ภายในระบบโซลาร์เซลล์ทั้งหมดอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน โดยจะติดตั้งในตำแหน่งที่เข้าถึงได้ง่ายและปลอดภัย

ระบบ Rapid Shutdown คือหนึ่งในระบบที่สำคัญต่อการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ให้เป็นไปตามมาตรฐาน วสท. และมาตรฐาน NEC เพื่อสร้างความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงานเมื่อเกิดเหตุไม่คาดฝันขึ้น ซึ่งระบบโซลาร์เซลล์สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม จำเป็นต้องมีการออกแบบและติดตั้งให้เหมาะสม โดยอาจใช้ราง Cable Tray หรือรางเทรย์งานเบา ที่สามารถระบายความร้อนได้ดี  เหมาะกับการจัดเก็บสายไฟจำนวนมาก เพื่อใช้ในการเดินสายไฟให้ปลอดภัย ลดความเสี่ยงในการเกิดเพลิงไหม้จากความร้อนสะสม หรือการฉีกขาดของสายไฟจากสภาพแวดล้อมภายนอก

มองหาอุปกรณ์ติดตั้งระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรมที่แข็งแรง ปลอดภัย ได้มาตรฐาน เลือก KJL ผู้ผลิตและจัดจำหน่าย ตู้ไฟสวิตช์บอร์ด รางวายเวย์ รางเคเบิ้ลเทรย์ เคเบิ้ลแลดเดอร์ กล่องดึงสาย และชิ้นงานโลหะสั่งผลิตพิเศษ ที่ผลิตด้วยวัสดุคุณภาพพรีเมียม แผ่นเหล็กขาวและแผ่นเหล็กดำ เต็มแผ่น พร้อมเคลือบผิวด้วยสีฝุ่น Electrostatic Powder Coatings มาตรฐาน Jotun ให้สีสวยสด ทนทาน ติดแน่น ช่วยป้องกันสนิมและยืดอายุการใช้งานได้อย่างยาวนาน