繼上篇接地標準的討論，我衷心希望業內忽視或混淆正確接地的設計師和承包商可以意識到接地對於光伏系統安全的重要性。這篇將會對於屋頂隔離器的選擇要求和標準進行解釋和討論。
首先，什麼是屋頂隔離器，為什麼必須要安裝這個設備?澳大利亞標準AS/NZS 5033:2013中第4章第4.3.5條對於屋頂隔離器有著明確的定義和要求, 可以總結為三個方面和一個備註：電流流向不能影響隔離器工作;電流過載時隔離器需要依照標準跳開關並斷路電路;隔離器需要具備同時斷路所有帶點導線的功能。備註：任何時候隔離器都不可以斷路保護性接地導線。這三個方面都有必要進行詳細解釋下。
首先，「電流流向不能影響隔離器工作」，換言之就是隔離器不可以用極性(polarized)開關。那麼極性開關(polarized switch)和非極性開關(non-polarized switch)有什麼標註差別，以及有什麼安裝注意事項呢?因為我國目前還沒有明確的標準禁用極性開關在光伏系統上，那麼我們就在這裡特別分析下這兩個開關的區別。
圖一：極性斷路器的連接方式
圖二：非極性斷路器的連接方式
極性斷路器在其內部有一個磁力作用的滅弧裝置，專門針對像上一篇提到過的直流電在開路時產生的電弧，所以它強調接線方式以及電流流向。如圖一所示，咋一看貌似有些困惑，其實根據它的製造原理便很容易理解。由於太陽能陣列電流流向是固定的(從組件系統流向逆變器)，而標正極「+」開關電流流向恆定為從「+」向另一端流，而「-」的則是從另一端流向這端。或者更簡潔的方法，組件系統的正極恆接「+」，負極恆接「-」，然後另外一端順接即可。如果組件端接的是沒有標註的一端，為了依然要保證電流流向的唯一性，此時組件正極端需要接「-」的另一端，這樣電流就依然會流向「-」端。同理，組件的負極需要接「+」的另一端，而這點也是讓相當多的安裝人員甚至電工困惑和混淆的地方。
然而非極性的斷路器是不分「+」「-」號的，只要保證正進正出，負進負出即可，如圖二所示。
圖三：兩端帶符號的極性斷路器連接方式
如果說圖一的斷路器是「困惑」的話，圖三這種標識的斷路器便是「噩夢」了。幾年前我在雪梨一家太陽能安裝公司實習的時候，公司裡有的電工接了一端正極，然後對應著下端的正極接出來，結果直接反極性(reverse polarity)接入了逆變器，逆變器因為自身保護直接不能啟動，逐步排除原因後發現接反了。其實這種雙開關(double pole)的斷路器就是兩個單開關(single pole)並在一起的，並不是內部交叉相連。一旦明白這點，那麼圖三的斷路器和圖一的斷路器接法其實是一樣的，甚至圖三的更簡單。無論用哪頭，都保證「+」接組件端正極，「-」接組件端負極，然後正進正出，負進負出即可。請注意，我這裡說的「正」是指組件和逆變器的正極，和「+」無關。為了方便理解，可以跳出開關，宏觀的看組件到逆變器這端的系統連接，顯而易見組件的正極必須連接逆變器的正極，而隔離器只是額外加入的一個斷路裝置，並不允許改變線路走向和順序。在早期逆變器並未全部配備因極性接反而導致的「短路保護」 (short circuit protection) 功能是，一定量的逆變器都因為這個「困惑和混淆」而燒壞了。
第二個方面，「電流過載時隔離器需要依照標準跳開關並斷路電路」。這裡面包含了兩個信息，首先，隔離器是為電流過載(overcurrent)設計的，而不是為電壓過載(overvoltage)，所以對於易遭雷擊的區域或高層建築，需要額外設計SPDs(surge protection devices)來保護逆變器，隔離器不但不具備電壓過載的保護功能，而且過大的浪湧電壓是可以擊穿並摧毀隔離器。由於我國的住戶以單元樓為主，層數基本偏高，所以對於特殊項目需要把電流過載保護和電壓過載保護都考慮進去。第二個信息就是既然過高的電壓是可以損壞隔離器，而光伏系統通常都是上百伏的直流電壓，那麼如何正確的選擇隔離器的額定電壓呢?
隔離器的額定電壓是根據光伏系統的最大輸出開路電壓(open circuit voltage)來決定的。在2012版以前的5033標準介紹的方法Vmax_oc等於1.2倍的系統額定輸出開路電壓，但是這個方法最大的弊端就是過於籠統。眾所周知，因為半導體的特性，組件的工作電壓和開路電壓與環境溫度成反比，溫度越低電壓越高。用1.2這個係數來涵蓋對於緯度跨度較大，不同地域溫差顯著的國家範圍內的系統，顯然是不準確也不合理的，澳大利亞是這樣，中國更是這樣。在每個組件的參數表中，都會有一個溫度百分比係數(temperature coefficient)，而依據目前的標準，Vmax_oc就需要通過這個參數來計算，計算公式為。這裡還有一個容易讓設計師們忽略的細節，就是對於的定義。有相當數量的設計師把理解為是在1大氣壓，1.5空氣品質的情況下標定為25攝氏度的「環境溫度」，事實上這個參數表示的是太陽能電池的溫度，這就意味著我們在取值時應參照組件溫度。所以在計算太陽能陣列最小工作電壓的時候，需要在最高環境溫度上再加上25攝氏度的組件電池工作升溫，才是的正確值。相反，在計算最大開路電壓時，此時組件處在斷路狀態沒有電流，沒有工作也就不會升溫，所以這時的組件溫度可以視為與環境等溫，應取即時的環境溫度，不需要再額外的加上25攝氏度。其次，組件只要接收到一定的光照強度之後便可以產生電壓，通常這個強度業內擬定為50W/m2, 大概是澳洲雪梨的夏天早上5點半至6點間和冬天早上7點半點左右。這個時間段不同國家和地區是不一樣的，但是在當地氣象局或網上氣象資料庫非常容易查得。環境溫度的取值範圍也應該在這個時間段內。
明確了最大開路電壓AKA光伏系統最大輸出電壓的計算方法後，接下來我們來討論隔離器的額定電壓選擇。毫無疑問，隔離器應該至少滿足，然而由於隔離器是「double pole」，那麼到底是每個pole來承擔呢還是兩個pole一起承擔?這兩個選項導致的選擇結果是截然不同的，第一個的隔離器額定電壓是第二個的兩倍以上，價格也高出一些。其實對於不同的系統拓撲結構對於隔離器額定電壓要求也是不一樣的：
圖四：無功能性接地組件配變壓器隔離逆變器 (資料來源：AS/NZS 5033:2012 Appendix B)
索比光伏網 張帥傑