แรงดันตกของระบบแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน: สาย DC ฟีดเดอร์อินเวอร์เตอร์ และตู้โหลดสำรอง
ระบบแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานทำให้การเลือกสายแบบอาศัยความเคยชินเห็นจุดอ่อนได้เร็วมาก ฟีดเดอร์อาจดูผ่านในแง่กระแสได้ แต่ยังดึงเผื่อแรงดันของอินเวอร์เตอร์สำรองไปได้ แม้แต่สาย DC ที่ดูสั้นก็ยังสูญเสียพลังงานได้ชัดเมื่อกระแสคายประจุขึ้นไปถึงหลักร้อยแอมป์.
ในงานจริงควรตรวจทั้งเส้นทาง: DC จากแบตเตอรี่ไปอินเวอร์เตอร์, AC จากอินเวอร์เตอร์ไปตู้โหลดสำคัญ และฟีดเดอร์ใดก็ตามระหว่างอุปกรณ์ต้นทางกับตู้โหลดสำรอง สำหรับ NEC ให้ดู Article 706, หากมีระบบผลิตไฟฟ้าร่วมให้ดู Article 705 และโน้ตเชิงข้อมูลของ 210.19(A)(1) กับ 215.2(A)(1) ส่วนงาน IEC ใช้ IEC 60364-5-52 และ IEC 60364-8-2 เป็นหลัก. NEC IEC
ทำไมระบบแบตเตอรี่ต้องมีการทบทวนแรงดันตกเฉพาะทาง
วงจรแบตเตอรี่มักทำงานที่แรงดัน DC ต่ำกว่าและกระแสสูงกว่า ดังนั้นความต้านทานเพียงเล็กน้อยก็กลายเป็นแรงดันตกร้อยละที่เห็นผลได้.
ระบบอาจดูปกติขณะชาร์จ แต่กลับอ่อนแรงเมื่อคายประจุไปยังโหลดสำรอง.
อินเวอร์เตอร์ไฮบริด ตู้โหลดสำคัญ อุปกรณ์สลับแหล่งจ่าย และแบตเตอรี่ภายนอก ทำให้เกิดหลายช่วงสายที่ต้องดูร่วมกัน.
งาน DIY มักมองแค่เบรกเกอร์และความจุแบตเตอรี่ แต่ช่างไฟและวิศวกรต้องปกป้องประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์และการขยายระบบในอนาคตด้วย.
ข้อกำหนดและมาตรฐานที่ควรเขียนไว้ในแบบ
- NEC Article 706: ระบบ ESS ต้องมีการตัดตอน การเลือกสาย การป้องกันกระแสเกิน และวิธีติดตั้งที่เหมาะสม.
- NEC Article 705: หากระบบแบตเตอรี่ทำงานร่วมกับแหล่งผลิตในไซต์หรืออุปกรณ์ interconnect การตัดสินใจเรื่องฟีดเดอร์และการเชื่อมต่อต้องประสานกัน.
- NEC 210.19(A)(1) และ 215.2(A)(1): ผู้ออกแบบจำนวนมากยังใช้เป้าหมายประมาณ 3% ต่อช่วง และประมาณ 5% รวมทั้งเส้นทาง.
- IEC 60364-5-52 และ IEC 60364-8-2: ยืนยันวิธีติดตั้ง การจัดกลุ่ม สภาพแวดล้อม และความคาดหวังการใช้งานของระบบ prosumer ก่อนล็อกขนาดสายสุดท้าย.
กรณีวางแผนที่พบบ่อยสำหรับระบบแบตเตอรี่
ค่าด้านล่างเป็นค่าช่วยวางแผน ไม่ใช่ตัวแทนคู่มือผู้ผลิตหรือมาตรฐานฉบับสุดท้าย แต่ช่วยให้เห็นว่าแรงดันตกกลายเป็นตัวคุมหลักในงานแบตเตอรี่ได้เร็วเพียงใด.
| สถานการณ์ | ระยะทางและโหลด | ตัวนำ | แรงดันตกโดยประมาณ |
|---|---|---|---|
| แบตเตอรี่ 48V ไปอินเวอร์เตอร์ | ทางเดียว 2 m, 200A DC | 50 mm2 Cu | ประมาณ 0.31V / 0.65% |
| แบตเตอรี่ 48V ไปอินเวอร์เตอร์ | ทางเดียว 5 m, 150A DC | 35 mm2 Cu | ประมาณ 0.79V / 1.64% |
| อินเวอร์เตอร์ 240V ไปตู้สำรอง | ทางเดียว 110 ft / 34 m, 40A AC | 6 AWG Cu | ประมาณ 4.3V / 1.8% |
| อินเวอร์เตอร์ไฮบริด 230V ไปโหลด | ทางเดียว 35 m, 32A AC | 10 mm2 Cu | ประมาณ 4.1V / 1.8% |
ตัวอย่างคำนวณพร้อมตัวเลขจริง
แบงก์แบตเตอรี่ 48V, คายประจุ 200A, สาย DC ยาว 2 m
ถ้าใช้ทองแดง 50 mm2 ที่ประมาณ 0.387 ohm/km แรงดันตกไปกลับจะราว 0.31V ดูเหมือนไม่มาก แต่บนระบบ 48V ก็เท่ากับประมาณ 0.65% แล้ว ถ้าลดขนาดสาย อินเวอร์เตอร์จะรับผลทันที.
อินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่ไปตู้โหลดสำคัญ 240V, 40A, 110 ft
เมื่อใช้ทองแดง 6 AWG ที่ประมาณ 0.491 ohm ต่อ 1000 ft แรงดันตกของฟีดเดอร์จะอยู่ราว 4.3V หรือ 1.8% ที่ 240V โดยมากถือว่าใช้ได้ แต่ถ้าฟีดเดอร์ต้นทางกินงบ 5% ไปแล้วบางส่วน 4 AWG มักเป็นคำตอบที่สะอาดกว่า.
อินเวอร์เตอร์ไฮบริด 230V เฟสเดียว 32A ระยะ 35 m แบบ IEC
ถ้าใช้ทองแดง 10 mm2 ที่ประมาณ 1.83 ohm/km แรงดันตกจะอยู่ราว 4.1V หรือ 1.8% ที่ 230V ส่วน 6 mm2 จะขึ้นใกล้ 6.9V หรือ 3.0% ทำให้เหลือเผื่อสำหรับโหลดสำรองน้อยลงมาก.
เช็กลิสต์ก่อนอนุมัติขนาดสาย
- ตรวจสภาพทำงานที่หนักที่สุด: ชาร์จ คายประจุ รองรับพีก หรือเอาต์พุตต่อเนื่องสูงสุดของอินเวอร์เตอร์.
- วัดระยะทางเดียวจริงของแต่ละช่วง อย่าคิดเอาเองว่าแบตเตอรี่กับอินเวอร์เตอร์ “ใกล้พอแล้ว”.
- เก็บข้อจำกัดสายของผู้ผลิต ค่าพิกัดขั้วต่อ พื้นที่ดัดสาย และข้อกำหนดการตัดตอน DC ไว้ในแผ่นงานเดียวกับการคำนวณแรงดันตก.
- ตรวจทั้งเส้นทาง DC และ AC เพราะสายแบตเตอรี่ที่แข็งแรงไม่สามารถชดเชยฟีดเดอร์สำรองที่อ่อนเกินไปได้.
- ถ้าในอนาคตอาจเพิ่มโมดูล เพิ่มกำลังอินเวอร์เตอร์ หรือขยายตู้โหลดสำคัญ ให้เผื่อสายไว้ตั้งแต่ตอนนี้.
คำนวณเส้นทางแบตเตอรี่ก่อนเดินสาย
ป้อนแรงดันระบบ กระแส วัสดุตัวนำ ขนาดที่ต้องการ จำนวนเฟส และระยะทางเดียว เพื่อเปรียบเทียบเส้นทาง DC ของแบตเตอรี่กับฟีดเดอร์ AC สำรอง.
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator