Pemahaman Keselamatan PV Surya terhadap Aturan Kepatuhan Grid 120

Seiring dengan sistem fotovoltaik (PV) surya dengan cepat menembus pasar perumahan dan komersial dalam revolusi energi bersih, pengoperasiannya yang aman dan efisien memerlukan kepatuhan terhadap peraturan yang ketat. Di antara standar-standar ini, "aturan 120%" National Electrical Code (NEC) berdiri sebagai pengaman penting untuk sistem PV yang terhubung ke jaringan. Peraturan ini mewakili lebih dari sekadar batasan teknis—ini adalah kerangka kerja komprehensif yang menyeimbangkan kapasitas sistem, kemampuan panel listrik, dan stabilitas jaringan. Artikel ini memberikan analisis mendalam tentang prinsip, aplikasi, dan strategi kepatuhan aturan 120% untuk para profesional surya.

Aturan 120% muncul melalui evolusi NEC untuk mengatasi tantangan integrasi jaringan yang ditimbulkan oleh sistem surya. Tujuan utamanya adalah mencegah kelebihan beban panel listrik yang dapat menimbulkan bahaya keselamatan. Sebagai standar otoritatif untuk instalasi listrik di Amerika Serikat, peraturan NEC memiliki kekuatan hukum, yang membuat kepatuhan terhadap aturan 120% wajib bagi semua profesional surya.

Prinsip inti aturan tersebut membatasi injeksi arus tambahan dari sistem PV ke panel listrik. Secara khusus, peringkat arus gabungan dari pemutus PV dan pemutus utama tidak boleh melebihi 120% dari arus terukur busbar panel. Pembatasan ini memastikan margin kapasitas yang cukup selama keluaran PV puncak, mencegah panas berlebih, kerusakan peralatan, atau risiko kebakaran.

Meskipun penting untuk keselamatan, aturan 120% dapat menciptakan batasan kapasitas. Profesional dapat mempertimbangkan strategi kepatuhan ini:

• Peningkatan panel: Memasang panel berkapasitas lebih tinggi meningkatkan peringkat busbar, yang memungkinkan sistem PV yang lebih besar.
• Manajemen beban: Sistem kontrol cerdas mengoptimalkan distribusi beban, mencegah kelebihan beban pemutus utama yang berkelanjutan.
• Penyimpanan energi: Sistem baterai menyimpan kelebihan pembangkitan PV, mengurangi umpan balik jaringan langsung dan tekanan panel.

Panel surya, diberi peringkat berdasarkan watt puncak dalam kondisi standar, menunjukkan kinerja dunia nyata yang bervariasi yang dipengaruhi oleh iradiasi dan suhu. Panel efisiensi tinggi memaksimalkan konversi energi. Inverter, yang mengubah daya DC menjadi AC, biasanya harus melebihi total kapasitas panel sebesar 120% untuk memastikan pengoperasian yang stabil di berbagai kondisi. Kriteria pemilihan meliputi efisiensi konversi, fitur perlindungan, dan kompatibilitas jaringan.

Busbar—komponen panel konduktif—menentukan kapasitas arus aman maksimum. Desain sistem harus mempertahankan peringkat busbar di atas total beban yang terhubung dengan margin ekspansi. Penilaian beban yang akurat melibatkan:

• Mengatalogkan semua perangkat listrik dengan daya terukur (W)
• Memperkirakan durasi penggunaan harian (jam)
• Menghitung konsumsi harian (Wh = W × jam)
• Menjumlahkan total untuk profil beban yang komprehensif

Sebagai pusat distribusi listrik, MSP mungkin memerlukan pemutus tambahan untuk integrasi PV. Pertimbangan penting meliputi:

• Mempertahankan kepatuhan terhadap peringkat arus meter
• Memastikan beban PV tidak melebihi 120% dari kapasitas MSP

Sistem PV menggunakan dua metode koneksi:

• Sisi-garis: Koneksi jaringan langsung dari hulu MSP, cocok untuk sistem besar atau panel dengan kapasitas terbatas, yang memerlukan pemutus sambungan khusus.
• Sisi-beban: Koneksi ke sirkuit MSP yang ada, menawarkan pemasangan yang lebih sederhana tetapi menuntut kapasitas panel yang cukup.

Pemutus sirkuit dan perangkat arus lebih adalah pengaman penting, yang secara otomatis mengganggu arus gangguan. Ukuran yang tepat menyeimbangkan efektivitas perlindungan dengan keandalan operasional, mengikuti peraturan NEC dan setempat.

Langkah-langkah pencegahan kebakaran utama meliputi:

• Mempertahankan jarak bebas tepi atap untuk akses petugas pemadam kebakaran
• Menyediakan jalur api yang ditentukan
• Memastikan sistem pembumian yang tepat
• Menggunakan komponen yang tahan api

Perencanaan kapasitas dimulai dengan audit energi terperinci yang menganalisis pola konsumsi historis dan proyeksi pertumbuhan di masa mendatang. Penurunan sistem (biasanya pengali 0,75-0,85) memperhitungkan faktor kinerja dunia nyata seperti pengotoran dan efek termal.

Panel yang dirancang khusus menawarkan:

• Kapasitas yang memadai dengan ruang kepala ekspansi
• Sistem pembumian yang dioptimalkan
• Ruang pemutus khusus
• Penyeimbangan beban fase

Integrasi jaringan yang efektif memerlukan peningkatan infrastruktur dan teknologi jaringan pintar. Untuk proyek skala utilitas, penerapan aturan 120% menjadi lebih kompleks, yang memerlukan solusi integrasi canggih dan kolaborasi utilitas yang erat.

Sementara sistem perumahan berfokus pada pengoptimalan kapasitas terbatas di bawah aturan 120%, instalasi komersial menghadapi kompleksitas tambahan termasuk skala yang lebih besar, permintaan listrik yang lebih tinggi, dan persyaratan peraturan yang ketat.

Solusi yang muncul seperti penyimpanan baterai dan manajemen beban tingkat lanjut meningkatkan fleksibilitas sistem. Sel surya generasi berikutnya dan sistem pelacakan mendorong batas efisiensi, sementara ukuran dan strategi koneksi yang dioptimalkan meminimalkan kerugian.

T: Bagaimana aturan 120% dihitung? J: Peringkat pemutus utama × 1,2 = Peringkat pemutus PV maksimum yang diizinkan.

T: Apa perbedaan antara aturan 120% dan 125%? J: Aturan 120% mengatur total kapasitas panel, sedangkan aturan 125% menyangkut kapasitas pemuatan sirkuit berkelanjutan.