DC Arc อันตรายจาก “อาร์คที่มองไม่เห็น” ทำไมวงจรโซลาร์เซลล์ถึงเสี่ยงไฟไหม้

ในยุคที่พลังงานแสงอาทิตย์กลายเป็นทางเลือกสำคัญของธุรกิจที่ต้องการลดต้นทุนด้านพลังงาน ระบบโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) ถือเป็นหัวข้อยอดฮิตที่ยังคงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

แต่เบื้องหลังการลงทุนที่ดูเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและคุ้มค่าในระยะยาวนั้น กลับมี “ภัยเงียบ” ที่นักธุรกิจหลายคนอาจจะยังไม่เคยรู้จักมาก่อน โดยภัยเงียบดังกล่าวนั้นมีชื่อว่า อาร์ค (DC Arc) หรือที่รู้จักกันในชื่อเต็มว่า Direct Current Electrical Arc หนึ่งในสาเหตุหลักของเหตุไฟไหม้ในระบบโซลาร์เซลล์ และเป็นสิ่งที่เหล่านักธุรกิจหลากหลายอุตสาหกรรมจำนวนมากมองข้าม  

บทความนี้ SOLAR WING จึงอยากจะขอพาทุกคนไปรู้จักกับ อาร์ค อันตรายที่มองไม่เห็น! อย่างละเอียดพร้อมอธิบายว่าทำไมมันถึงอันตรายกับระบบโซลาร์เซลล์ของธุรกิจ และแนะนำวิธีการป้องกันแบบมืออาชีพที่ผู้ประกอบการทุกคนควรรู้ไว้ก่อนสายเกินไป 

ปรากฏการณ์อาร์ค (DC Arc) คืออะไร?

DC Arc หรือ Direct Current Electrical Arcคือปรากฏการณ์ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า “ไม่ไหลในสายไฟ” แต่ “กระโดดข้ามอากาศ” ระหว่างจุดที่ควรเชื่อมต่อกัน เช่น ขั้วต่อหลวม สายไฟชำรุด หรือฉนวนเสื่อมสภาพ ทำให้เกิดแสงจ้าและความร้อนสูงเฉียบพลันถึง 3,000°C  ขึ้นไป ซึ่งมากพอที่จะจุดไฟไหม้หรือหลอมโลหะได้ทันที และส่งผลเสียต่อธุรกิจในหลาย ๆ ด้าน 

1. ไฟไหม้และความเสียหายต่อทรัพย์สิน ความร้อนจาก DC Arcสามารถจุดไฟลุกไหม้สายไฟ อุปกรณ์ไฟฟ้า หรือโครงสร้างอาคารได้อย่างรวดเร็ว กรณีที่เกิดไฟไหม้ในโรงงาน อาจลุกลามไปยังเครื่องจักร วัตถุดิบ หรือสินค้าในคลัง ส่งผลให้สูญเสียทรัพย์สินและเครื่องมือการผลิตจำนวนมาก 

2. ธุรกิจต้องหยุดชะงักการผลิต เมื่อเกิดไฟไหม้หรือความเสียหายจากArc ระบบไฟฟ้าและเครื่องจักรในสายการผลิตจะต้องหยุดทำงานทันที ส่งผลให้เกิด Downtime ที่อาจกินเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของเหตุการณ์ 

3. สูญเสียรายได้และโอกาสทางธุรกิจ การหยุดผลิตและซ่อมแซมระบบไฟฟ้าทำให้โรงงานสูญเสียรายได้จากการขายสินค้า และอาจทำให้สูญเสียลูกค้าหรือคำสั่งซื้อสำคัญในช่วงเวลานั้น 

4. เสี่ยงอันตรายต่อชีวิตและสุขภาพพนักงาน DC Arcสามารถสร้างความร้อนสูงมากและแสงจ้า ซึ่งอาจทำให้เกิดบาดเจ็บสาหัสหรือเสียชีวิตได้ทันที นอกจากนี้ ควันและไอออนที่เกิดจากการเผาไหม้ยังเป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจของผู้ปฏิบัติงาน 

5. ความเสียหายต่ออุปกรณ์และระบบไฟฟ้า อาร์คไฟฟ้าสามารถหลอมละลายสายไฟ บัสบาร์ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ได้ในเวลาอันสั้น อาจเกิดการลัดวงจรซ้ำซ้อนและความเสียหายเป็นวงกว้างในระบบไฟฟ้าของโรงงาน 

6. ความยากในการควบคุมและกู้ภัย เมื่อเกิดไฟไหม้จาก DC Arcการดับไฟทำได้ยากกว่าระบบไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากไฟฟ้ากระแสตรงไม่มีจุดตัดศูนย์ กระแสไฟจะไหลต่อเนื่องจนกว่าจะตัดวงจรหรือสายไฟขาด ทำให้เจ้าหน้าที่ดับเพลิงและกู้ภัยเสี่ยงอันตรายมากขึ้น 

7. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม หากไฟไหม้ลุกลาม อาจทำให้เกิดมลพิษจากควัน ไอสารเคมี หรือการรั่วไหลของสารอันตรายจากเครื่องจักรและอุปกรณ์ในโรงงาน ส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมรอบข้างและชุมชน 

ทำไม ปรากฏการณ์อาร์ค (Arc) ถึงเกิดกับระบบโซลาร์เซลล์แบบ DC มากกว่า AC? 

ปรากฏการณ์อาร์ค เกิดขึ้นได้ง่ายกว่าในระบบโซลาร์เซลล์ที่ใช้ ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เนื่องจากไฟฟ้า DC มีลักษณะการไหลที่ต่อเนื่อง ไม่มีการสลับทิศทางเหมือนไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งในระบบ AC จะมีช่วงที่กระแสไฟฟ้าลดลงจนเป็นศูนย์ในทุก ๆ รอบของคลื่น หรือที่เรียกว่า Zero-Crossing Point ซึ่งช่วงนี้ช่วยให้อาร์คดับได้ง่ายกว่า 

ในขณะที่ระบบ DC ไม่มีจุดตัดเป็นศูนย์ กระแสไฟฟ้าจึงไหลต่อเนื่องตลอดเวลา ทำให้เมื่อเกิด Arcขึ้น ความร้อนจะสะสมมากขึ้นเรื่อย ๆ หากมีส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบเสียหาย จึงมีความเสี่ยงสูงที่อาร์คจะลุกลามแผงโซลาร์เซลล์และทำให้เกิดไฟไหม้ได้มากกว่าระบบ AC 

3 สาเหตุหลักของ DC Arc หรือ Arc Faults 

1. Series Arc– อาร์คที่เกิดจากการเชื่อมต่อสายที่หลวม หรือถูกดึงออก 

Series Arcคือการเกิดประกายไฟฟ้าขึ้นในกรณีที่จุดเชื่อมต่อ (เช่น ขั้วต่อสาย) ถูกแยกออกหรือหลวม ขณะที่แผงโซลาร์ยังผลิตกระแสไฟอยู่ 
ตัวอย่างที่พบได้บ่อย เช่น 

• จุดเชื่อมสายบัดกรีภายในโมดูลแผงโซลาร์ 

• จุดต่อสายแบบบีบ (Compression Type) 

• ขั้วต่อมาตรฐานที่อยู่ปลายสายของแผงโซลาร์ 

ถ้าจุดต่อเหล่านี้มีการสั่นคลอน หลวม เสื่อมสภาพ หรือเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ได้รับมาตรฐาน ก็จะสามารถเกิดการกระโดดของไฟฟ้าอาร์คได้ง่าย แม้ในระดับแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สูงมาก 

2. Parallel Arc–เกิดจากฉนวนเสื่อม ทำให้สายไฟแตะกัน 

Parallel Arcคือ อาร์คที่เกิดเมื่อ ฉนวนของสายไฟสองเส้น (ซึ่งมีขั้วตรงข้ามกัน เช่น + และ -) เสื่อมหรือเสียหาย แล้วเกิดการแตะกัน หรือมีช่องว่างเล็ก ๆ ให้ไฟฟ้ากระโดดข้ามได้ 

สาเหตุที่ทำให้ฉนวนเสียหาย อาจเกิดจาก 

• สัตว์กัดแทะ เช่น หนู 

• รังสี UV จากแสงแดดที่ทำให้ฉนวนกรอบ 

• การแตกร้าวเพราะอากาศเปลี่ยนแปลง (เย็น-ร้อน) 

• ความชื้นเข้าไปในฉนวน และแข็งตัว/ละลายซ้ำ ๆ 

ซึ่งทั้งหมดนี้ทำให้เกิดอาร์คได้แม้สายยังไม่ได้ขาด แต่แค่ฉนวนบางจุดเสื่อมสภาพ 

3. Arc to Ground – อาร์คที่เกิดจากสายไฟแตะโครงสร้างหรือพื้นดิน 

อาร์คแบบที่สามเกิดเมื่อ ฉนวนของสายไฟเพียงเส้นเดียวเสียหาย แล้วกระแสไฟฟ้าหลุดออกไปยังส่วนที่เป็นกราวนด์ เช่น โครงเหล็กของแผงหรือโครงสร้างหลังคา 

ถึงแม้จะมีอุปกรณ์ GFDI (Ground Fault Detector and Interrupter) คอยตรวจจับและตัดไฟในกรณีนี้ แต่ก็ยังมีบางกรณีที่อาร์ค เกิดขึ้นได้โดยที่ GFDI ไม่สามารถตัดวงจรได้ทัน 

5 สิ่งที่ธุรกิจควรทำ เพื่อป้องกันอันตรายจาก อาร์ค ในระบบโซลาร์เซลล์ 

การลงทุนในระบบโซลาร์เซลล์นั้นถือเป็นก้าวสำคัญของธุรกิจยุคใหม่เพื่อความยั่งยืนและลดต้นทุนพลังงาน แต่การมองข้ามเรื่องความปลอดภัย โดยเฉพาะเรื่อง DC Arcอาจสร้างความเสียหายอย่างมหาศาลได้ ดังนั้น ธุรกิจควรเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบและปรับปรุงระบบอย่างรอบคอบ เพื่อป้องกันเหตุไม่คาดฝันที่อาจเกิดขึ้นได้ ดังนี้ 

1. รีวิวระบบโซลาร์เซลล์ที่ใช้อยู่ 

โดยธุรกิจอาจเริ่มจากการตรวจสอบว่า ระบบโซลาร์ที่ใช้อยู่มีการติดตั้ง อุปกรณ์ตรวจจับอาร์ค (AFDD) หรือไม่ เพราะอุปกรณ์นี้จะช่วยตรวจจับและตัดไฟเมื่อเกิดArc Fault ได้ทันที นอกจากนี้ ควรตรวจสอบว่า อินเวอร์เตอร์ ที่ใช้งานรองรับฟีเจอร์ AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter)  ซึ่งถือเป็นมาตรฐานสำคัญสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ที่ปลอดภัย 

2. นัดหมายตรวจสอบระบบกับผู้เชี่ยวชาญ 

เพื่อเพิ่มความมั่นใจ ควรนัดช่างผู้เชี่ยวชาญหรือบริษัทที่มีความชำนาญด้านระบบไฟฟ้าโซลาร์มาตรวจสอบระบบอย่างละเอียด ว่ามีจุดไหนของระบบชำรุด หรือเสียหายบ้าง จากนั้นทำการวางแผนบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องอย่าง 1-2 ครั้งต่อปี 

3. อัปเกรดระบบป้องกัน อาร์ค ให้ปลอดภัยมากขึ้น 

หากผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบ และพบปัญหาเกี่ยวกับระบบติดตั้งที่ไม่ปลอดภัย แนะนำให้ธุรกิจควรพิจารณาทำการอัปเกรดระบบโดยทันที เพื่อความปลอดภัยในระยะยาว เช่น  

• เปลี่ยนมาใช้ Microinverter หรือ DC Optimizer ที่ช่วยจำกัดแรงดันและตัดไฟในจุดที่เกิดปัญหาอย่างรวดเร็ว 

• เปลี่ยนอุปกรณ์ที่เสื่อมสภาพ หรือไม่ได้มาตรฐาน เช่น สายไฟ ขั้วต่อ หรือเบรกเกอร์ เพื่อเพิ่มความมั่นใจและลดความเสี่ยงการเกิดอาร์ค 

4. อย่าลืมวางแผนรับมือเหตุฉุกเฉิน “อาร์ค” 

จัดทำแผนปฏิบัติการเมื่อเกิดไฟไหม้หรือเหตุผิดปกติในระบบโซลาร์ พร้อมฝึกอบรมพนักงานให้รู้จักวิธีตัดไฟและแจ้งเหตุฉุกเฉินอย่างถูกต้อง 

การให้ความสำคัญกับการตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบโซลาร์เซลล์อย่างสม่ำเสมอ จะช่วยให้ธุรกิจของคุณเดินหน้าด้วยพลังงานสะอาดอย่างปลอดภัย และลดความเสี่ยงที่จะเกิดเหตุไฟไหม้จากอาร์คได้อย่างมีประสิทธิภาพ 

5. ใช้บริการติดตั้งโซลาร์เซลล์โดยผู้เชี่ยวชาญที่น่าเชื่อถือ เพื่อป้องกัน อาร์ค

ผู้ที่เริ่มต้นติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ให้สำหรับโรงงาน แนะนำให้เลือกใช้บริการจากผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์จริงในการติดตั้งและดูแลระบบโซลาร์เซลล์ เพื่อให้มั่นใจว่าระบบของคุณจะปลอดภัยและใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ 

หากไม่มีความรู้หรือประสบการณ์เฉพาะด้าน ควรหลีกเลี่ยงการซ่อมแซมหรือแก้ไขระบบด้วยตนเอง เพราะอาจเสี่ยงเกิดข้อผิดพลาดที่นำไปสู่การเกิดอาร์ค หรือ อุบัติเหตุไฟฟ้าได้ 

SOLAR WING ผู้ให้บริการออกแบบ ติดตั้ง และดูแล บำรุงรักษาระบบโซลาร์เซลล์ออนกริดแบบครบวงจร เราคือ ผู้นำด้านธุรกิจโซลาร์เซลล์ที่พร้อมผลักดันให้ประเทศไทยได้เข้าถึงการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เรามีทีมงานรับประเมินหน้างาน ก่อนติดตั้งด้วยทีมช่างผู้เชี่ยวชาญทั้งด้านระบบวิศวกรรมไฟฟ้า และโยธา ตั้งแต่ที่อยู่อาศัย อุตสาหกรรมขนาดเล็ก ไปจนถึงขนาดใหญ่   

โดยหากผู้ประกอบการท่านไหน ต้องการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ หรือกำลังมองหาผู้ช่วยดูแลระบบให้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น SOLAR WING เราพร้อมให้บริการแก่ธุรกิจในหลาย ๆ ด้าน ได้แก่ 

1. ให้คำปรึกษาและประเมินหน้างานฟรี โดยทีมช่างผู้เชี่ยวชาญทั้งด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและโยธา 

2. ออกแบบระบบโซลาร์เซลล์ให้เหมาะสมกับพื้นที่ใช้งาน ครอบคลุมทั้งที่อยู่อาศัย โรงงาน หรืออุตสาหกรรมขนาดใหญ่ 

3. ติดตั้งระบบโซลาร์อย่างมืออาชีพ พร้อมเลือกใช้อุปกรณ์ที่ได้มาตรฐานและปลอดภัยตามหลักวิศวกรรม 

4. ดูแลและบำรุงรักษาระบบอย่างต่อเนื่อง ป้องกันปัญหา DC Arcและความเสียหายจากการใช้งานในระยะยาว 

5. อัปเกรดระบบเดิมให้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น การเปลี่ยนเป็น Microinverter หรือเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันอาร์ค 

6. ให้คำแนะนำด้านความปลอดภัยและแผนรับมือเหตุฉุกเฉิน ช่วยวางแผนการจัดการเมื่อเกิดเหตุผิดปกติในระบบ 

คำถามพบบ่อย เกี่ยวกับ อาร์ค

Q: ทำไมธุรกิจถึงควรให้ความสำคัญกับการเกิด DC Arc หรือ อาร์ค?

A: เพราะการเกิดอาร์ค สามารถส่งผลเสียหลายด้านต่อธุรกิจ ไม่ว่าจะเป็น ความเสียหายต่อทรัพย์สิน, การหยุดชะงักการผลิต, ความเสี่ยงต่อชีวิตและสุขภาพของพนักงาน และการสูญเสียรายได้และโอกาสทางธุรกิจ เป็นต้น

Q: ทำไมการดับไฟที่เกิดจาก DC Arc ถึงทำได้ยาก?

A: เนื่องจากไฟฟ้ากระแสตรง (DC) มีการไหลของกระแสไฟอย่างต่อเนื่อง ไม่มีช่วงที่กระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์เหมือนกับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ทำให้เมื่อเกิดอาร์คแล้ว กระแสไฟจะไหลต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะมีการตัดวงจรหรือสายไฟขาด ทำให้เจ้าหน้าที่กู้ภัยต้องเผชิญกับความเสี่ยงมากขึ้น

Q: ธุรกิจจะป้องกันอันตรายจาก อาร์ค ในระบบโซลาร์เซลล์ได้อย่างไร?

A: 1. ตรวจสอบว่าระบบมี อุปกรณ์ป้องกันอาร์ค (AFDD) หรือไม่ 2.นัดหมายผู้เชี่ยวชาญมาตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบอย่างสม่ำเสมอ 3. อัปเกรดระบบให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น 4. จัดทำแผนรับมือเหตุฉุกเฉินและอบรมพนักงาน และ 5.เลือกใช้บริการติดตั้งและดูแลระบบจากผู้เชี่ยวชาญที่น่าเชื่อถือ

สรุป 

DC Arcคือภัยเงียบในระบบโซลาร์เซลล์ที่สามารถก่อให้เกิดไฟไหม้รุนแรงและสร้างความเสียหายต่อธุรกิจได้มากกว่าที่คิด ระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ใช้ในโซลาร์เซลล์มีความเสี่ยงสูงกว่าไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพราะกระแสไหลต่อเนื่องไม่มีช่วงหยุด การป้องกันตั้งแต่ต้นจึงสำคัญมาก ธุรกิจควรตรวจสอบระบบอย่างสม่ำเสมอ ใช้อุปกรณ์ป้องกันอาร์คที่ทันสมัย และให้ผู้เชี่ยวชาญดูแลระบบอย่างใกล้ชิด เพื่อให้การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์มีความปลอดภัยและความมั่นใจในพลังงานสะอาดอย่างยั่งยืน

ที่มา 

ทำไมอาร์คกระแสตรงถึงน่ากลัว และเราสามารถป้องกันได้อย่างไร? จาก Huawei 

DC ArcFaults and PV System Safety จาก Renewable Energy World 

Solar fires – DC arcfaults จาก Ac Solar Warehouse