ไฟไหม้ระบบโซลาร์ อาจไม่ได้เริ่มที่แผง แต่เริ่มที่จุดต่อ DC

คำตอบสั้น ๆ: ตัวแผงเป็นอุปกรณ์ที่ถูกทดสอบมาแล้วจากโรงงาน แต่ “จุดต่อ” ระหว่างแผงกับสาย และระหว่างสายกับอินเวอร์เตอร์ เกิดขึ้นหน้างานด้วยมือคน ถ้าย้ำหัวไม่ถูกวิธี น้ำเข้า หรือใช้ขั้วต่อคนละยี่ห้อมาจับคู่กัน จุดนั้นจะมีความต้านทานสูงขึ้น เกิดความร้อนสะสม และอาจกลายเป็นการอาร์กที่ไม่ดับเอง

ทำไมอาร์กฝั่ง DC ถึงต่างจากไฟบ้าน?

ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) แรงดันจะสลับขั้วและผ่านศูนย์โวลต์ 100 ครั้งต่อวินาที รายงานของ BRE National Solar Centre อธิบายว่าอาร์กใน AC จึงมีแนวโน้มดับเองเมื่อแรงดันผ่านศูนย์ แต่ฝั่ง DC ของระบบโซลาร์มีแรงดันต่อเนื่อง เมื่ออาร์กเกิดขึ้นแล้ว สภาวะจึงเอื้อให้อาร์กนั้นดำรงอยู่ต่อ

รายงานฉบับเดียวกันระบุว่าอุณหภูมิของอาร์กในระบบ PV ทั่วไป สูงพอที่จะหลอมกระจก ทองแดง และอะลูมิเนียม รวมทั้งจุดติดวัสดุรอบข้างได้ นี่คือเหตุผลที่ความร้อนเล็กน้อยจากจุดต่อหลวม ๆ ไม่ควรถูกมองข้าม เพราะความร้อนจากความต้านทานมักเป็นจุดตั้งต้นก่อนจะพัฒนาไปเป็นอาร์ก

ชิ้นส่วนไหนถูกระบุว่าเป็นต้นเพลิงบ่อยที่สุด?

รายงาน Fire and Solar PV Systems – Investigations and Evidence (BRE National Solar Centre, 17 กรกฎาคม 2017) รวบรวมเหตุเพลิงไหม้ในสหราชอาณาจักรที่ทราบหรือมีแนวโน้มว่าเกิดจากระบบ PV จำนวน 46 เหตุการณ์ และจำแนกชิ้นส่วนต้นเพลิงไว้ดังนี้

เมื่อวิเคราะห์ต้นตอเชิงสาเหตุ รายงานสรุปว่าประมาณ 36% ของเหตุการณ์ที่เกิดจากระบบ PV มาจากการติดตั้งที่ไม่ดี ขณะที่ 12% มาจากผลิตภัณฑ์บกพร่อง และ 5% มาจากการออกแบบระบบ ส่วนที่เหลือไม่ทราบสาเหตุแน่ชัด

7 สาเหตุที่ทำให้จุดต่อกลายเป็นจุดร้อน

รายงาน BRE สรุปสาเหตุของการเกิดอาร์กในระบบ PV ไว้เป็นรายการชัดเจน ซึ่งเกือบทั้งหมดเป็นเรื่องฝีมือและวิธีทำงาน ไม่ใช่คุณภาพของแผง

1. ความชื้นเข้าไปทำให้จุดต่อเสื่อม
   ทั้งในขั้วต่อ กล่องต่อสาย และสวิตช์ตัดตอน เมื่อหน้าสัมผัสสัมผัสน้ำและออกซิเจนจะเกิดออกไซด์และความต้านทานสูงขึ้น
2. ย้ำหัวขั้วต่อไม่ถูกต้อง
   ใช้คีมผิดชนิด ผิดขนาดฟันย้ำ หรือปอกฉนวนไม่ได้ระยะ ทำให้พื้นที่สัมผัสน้อยกว่าที่ออกแบบไว้
3. จับคู่ขั้วต่อที่ไม่เข้ากัน
   ตัวผู้และตัวเมียคนละแบบหรือคนละผู้ผลิต เสียบเข้ากันได้ทางกล แต่แรงกดหน้าสัมผัสไม่เป็นไปตามที่ทดสอบไว้
4. เสียบไม่สุดล็อก
   ไม่ได้ยินเสียงล็อกหรือไม่ได้ตรวจด้วยการดึงทดสอบ ทำให้หน้าสัมผัสแตะกันแบบไม่แน่นอน
5. ขันขั้วสกรูในกล่องหรือสวิตช์ไม่แน่น
   เป็นสาเหตุที่พบซ้ำในอุปกรณ์ตัดตอน โดยเฉพาะเมื่อไม่ได้ใช้ค่าแรงบิดตามคู่มือ
6. จุดบัดกรีในกล่องต่อของแผงบกพร่อง
   เป็นข้อบกพร่องระดับผลิตภัณฑ์ ที่มักแสดงตัวเป็นจุดร้อนเมื่อตรวจด้วยกล้องความร้อน
7. อุปกรณ์เสียหายทางกายภาพ
   เช่น บัสบาร์ภายในแผงหัก สายถูกกดทับ ถูกสัตว์กัด หรือฉนวนเสื่อมจาก UV

ขั้วต่อ “เสียบเข้ากันได้” ไม่เท่ากับ “ใช้ด้วยกันได้”

ขั้วต่อตระกูล MC4 จากผู้ผลิตหลายรายมีรูปทรงภายนอกใกล้เคียงกันจนเสียบเข้าหากันได้ แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของพิน ความเผื่อของตัวเรือน และแรงกดของสปริงหน้าสัมผัสไม่จำเป็นต้องเท่ากัน ผลคือพื้นที่สัมผัสจริงอาจเล็กกว่าที่ออกแบบ ความต้านทานสูงขึ้น และเกิดความร้อนสะสมภายใต้กระแส DC

ด้วยเหตุนี้ มาตรฐานติดตั้งของสหรัฐฯ จึงเขียนกติกาไว้ตรง ๆ ใน NEC 690.33(C) ว่า เมื่อขั้วต่อที่นำมาต่อกันไม่ใช่ชนิดและยี่ห้อเดียวกัน ขั้วต่อคู่นั้นต้องผ่านการ Listed และระบุว่าใช้ร่วมกันได้ (intermatability) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ซึ่งในทางปฏิบัติหมายถึงต้องมีผลทดสอบจากห้องปฏิบัติการรับรอง ไม่ใช่แค่ “เสียบแล้วแน่นดี”

ประเทศไทยไม่ได้บังคับใช้ NEC โดยตรง แต่หลักวิศวกรรมเดียวกันนี้ใช้ได้ทุกที่ และงานติดตั้งบนหลังคาในไทยมีมาตรฐานอ้างอิงของตัวเองคือ วสท. 022013-22 มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย: ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคา พ.ศ. 2565

สัญญาณเตือน และสิ่งที่ไม่ควรทำเอง

ความเสียหายที่จุดต่อมักส่งสัญญาณล่วงหน้าผ่านระบบ Monitoring ก่อนจะเห็นด้วยตา สิ่งที่ควรสังเกตคือ

• สตริงใดสตริงหนึ่งผลิตต่ำกว่าเพื่อนในวันที่แดดเท่ากัน โดยไม่มีเงาหรือฝุ่นอธิบายได้
• อินเวอร์เตอร์แจ้ง Alarm เกี่ยวกับ Arc Fault (AFCI) หรือค่าความเป็นฉนวนต่ำ โดยเฉพาะถ้าเกิดซ้ำที่สตริงเดิม
• กลิ่นไหม้ คราบดำ พลาสติกบิดเปลี่ยนรูป หรือรอยละลายบริเวณรางสาย กล่องต่อ หรือใต้แผง
• เบรกเกอร์หรืออุปกรณ์ป้องกันทำงานผิดปกติ และการผลิตหายเป็นช่วง ๆ ในเวลาเดิมของวัน

สิ่งที่ไม่ควรทำ: อย่าขึ้นไปถอด เสียบ หรือ “ขยับดู” ขั้วต่อ DC ด้วยตัวเอง สายฝั่ง DC มีแรงดันสูงตลอดเวลาที่มีแสง และขั้วต่อทั่วไปไม่ได้ออกแบบมาให้ปลดขณะมีกระแสไหล การถอดผิดจังหวะสามารถสร้างอาร์กได้ทันที ให้แจ้งผู้ติดตั้งหรือทีมบริการพร้อมภาพหน้าจอ Monitoring แทน

AFCI ช่วยได้แค่ไหน?

อินเวอร์เตอร์ยุคใหม่หลายรุ่นมีฟังก์ชัน AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) ที่คอยฟังสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าในสตริงเพื่อตรวจจับอาร์กแบบอนุกรม แล้วสั่งหยุดการทำงานเมื่อพบรูปแบบที่เข้าข่าย มาตรฐานสากลที่ใช้ทดสอบอุปกรณ์กลุ่มนี้คือ IEC 63027:2023 – Photovoltaic power systems: DC arc detection and interruption ซึ่งครอบคลุมระบบที่แรงดันไม่เกิน 1,500 V DC

ข้อควรเข้าใจคือ AFCI เป็นชั้นป้องกันสุดท้าย ไม่ใช่ตัวแทนของงานติดตั้งที่ถูกต้อง เพราะมันทำงานหลังจากอาร์กเกิดขึ้นแล้ว สิ่งที่ควรตรวจคือ รุ่นอินเวอร์เตอร์ที่ติดตั้งมีฟังก์ชันนี้หรือไม่ ถูกเปิดใช้งานอยู่หรือไม่ และเมื่อมี Alarm เกิดขึ้น มีใครตามแก้ที่ต้นเหตุจริง ๆ หรือแค่กด Reset ซ้ำ ๆ

เช็กลิสต์ตรวจรับและดูแลระบบ

รายการต่อไปนี้เป็นสิ่งที่เจ้าของบ้านขอดูได้ และผู้ติดตั้งที่ทำงานตามมาตรฐานจะตอบได้ทันที

1. ไม่มีสายและขั้วต่อแช่น้ำ
   ห้ามปล่อยขั้วต่อวางบนหลังคาในแนวที่น้ำขัง ในราง หรือห้อยจนดึงรั้งตัวขั้วต่อ ควรยึดด้วยอุปกรณ์ที่ทนแดด ไม่ใช่เคเบิลไทร์ทั่วไปที่กรอบใน 1-2 ปี
2. สายไม่ถูกกดทับหรือครูดกับขอบคม
   รวมถึงจุดที่สายลอดใต้แผง ผ่านโครงเหล็ก และจุดที่เข้ากล่องอุปกรณ์
3. เช็กด้วยกล้องความร้อนหลังใช้งานจริง
   การตรวจ Infrared ตามแนวทาง IEC TS 62446-3:2017 ช่วยหาจุดร้อนที่ยังไม่แสดงอาการทางไฟฟ้า ควรทำในวันที่แดดจัดและระบบมีโหลด
4. ตรวจซ้ำหลังพายุหรือฝนหนัก
   ลมและน้ำเป็นตัวเร่งความเสียหายของจุดยึดและซีลของขั้วต่อมากที่สุด
5. ดู Monitoring รายสตริงอย่างน้อยเดือนละครั้ง
   เปรียบเทียบสตริงกันเองในวันเดียวกัน จะเห็นความผิดปกติได้ก่อนที่ผลผลิตรวมจะดูเปลี่ยน
6. เก็บเอกสารระบบไว้ที่บ้าน
   แบบติดตั้งจริง รายการอุปกรณ์ ค่าที่ตั้งไว้ในอินเวอร์เตอร์ และช่องทางติดต่อทีมบริการ

คำถามที่พบบ่อย