Skip to content
Mỗi dự án điện mặt trời đều mang những đặc điểm riêng. Giải pháp chống sét lan truyền và trực tiếp cho hệ thống pin năng lượng mặt trời cũng sẽ đa dạng về thiết bị, số lượng, và vị trí lắp đặt. Người thiết kế cần phải hiểu rõ về cấu trúc của hệ thống cần bảo vệ, từ đó đưa ra phương án phù hợp và chính xác nhất.
Tại sao cần chống sét lan truyền và trực tiếp cho pin năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời đại diện cho một nguồn năng lượng tái tạo vô tận, mang lại sự sạch sẽ và bền vững từ tự nhiên. Bên cạnh thủy điện và điện gió, năng lượng mặt trời đang dần thay thế các nguồn năng lượng truyền thống, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Khoa học và công nghệ ngày càng phát triển, giúp giảm chi phí của năng lượng mặt trời đáng kể cho người tiêu dùng. Tuy nhiên, mặc dù giá thành đã giảm, nó vẫn cao hơn so với các nguồn năng lượng truyền thống. Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống vẫn đòi hỏi một số kinh phí đáng kể.
Việc đánh giá chi phí đầu tư, thời gian sử dụng, và hiệu quả thu được luôn được xem xét cẩn thận. Các nhà sản xuất module quang điện thường cam kết bảo hành sản phẩm của họ đến 20 năm, điều này đồng nghĩa với việc lợi tức đầu tư được đánh giá trong thời gian này. Tuy nhiên, thường có một số yếu tố có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả và thời gian hoạt động của hệ thống mà chúng ta thường bỏ qua.
Hệ thống điện và pin năng lượng mặt trời bao gồm các thành phần chính như sau:
Tấm / panel tế bào quang điện
- Dây dẫn
- Bộ điều khiển
- Invertor
- Bộ chuyển đổi
- Bình ac-quy…
Tất cả các thành phần này đều được kết nối điện với nhau. Điều này có nghĩa là khi một bộ phận trong hệ thống gặp rủi ro, các thành phần khác cũng có thể bị ảnh hưởng. Thường thì các tấm panel và dây dẫn được đặt ngoài trời, thường là ở những vị trí trống trải, cao trên. Do đó, khả năng bị sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp (chống sét lan truyền) xuống hệ thống là rất cao.
Sét đánh trực tiếp có thể gây ra các vấn đề như cháy nổ cho các tấm pin mặt trời, các dây dẫn hoặc bộ điều khiển.
Trong khi đó, sét đánh lan truyền có thể tạo ra các xung điện quá áp đột biến, có thể lan truyền qua các đường dây nguồn DC từ tấm pin, các dây tín hiệu cảm biến, các dây nguồn AC nối ra lưới và các thiết bị tiêu thụ.
Hậu quả nếu bị khi sét đánh vào pin năng lượng mặt trời
Các tấm quang điện và các thành phần khác có thể bị hỏng ngay lập tức khi chịu sét đánh trực tiếp, hoặc ít nhất là bị giảm hiệu suất do tác động của xung điện quá áp lan truyền. Hậu quả của điều này có thể bao gồm:
- Thời gian sử dụng bị rút ngắn.
- Chi phí thay thế và sửa chữa tăng lên.
- Hiệu suất đầu tư không đạt được như dự tính ban đầu.
Đặc biệt, sự gián đoạn của hệ thống có thể ảnh hưởng đến các hoạt động khác.
Giải pháp cơ bản để bảo vệ chống sét cho hệ thống pin năng lượng mặt trời
Để ngăn chặn tác động của sét đánh, cần có một giải pháp bảo vệ toàn diện và đầy đủ, bao gồm:
- Bảo vệ bên ngoài bằng hệ thống chống sét trực tiếp, nhằm ngăn chặn sét đánh trúng vào hệ thống PV.
- Bảo vệ chống xung quá áp đột biến lan truyền trên các đường dây DC, AC và tín hiệu.
- Hệ thống nối đất và tiếp đất cần được bố trí kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả.
Cụ thể, giải pháp cần phải điều chỉnh phù hợp với từng đặc điểm riêng của mỗi hệ thống.
Thiết kế giải pháp chống sét cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Mật độ sét, hệ số rủi ro và cường độ sét trong khu vực là bao nhiêu?
Hệ thống đã được trang bị cột thu lôi chống sét trực tiếp chưa?
Quy mô của hệ thống là lớn hay nhỏ? Dùng cho mục đích dân dụng hay công nghiệp?
Điện áp định mức và tối đa là bao nhiêu?
Hệ thống là độc lập hay hòa mạng?
Có nằm trong khu công nghiệp hay không?
Hệ thống tiếp đất được thiết kế như thế nào?
Từ các thông tin cơ bản trên, chúng ta sẽ có thể đề xuất các giải pháp tổng thể phù hợp, đảm bảo an toàn với chi phí thấp nhất.
Giải pháp chống sét trực tiếp cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Chống sét trực tiếp cho hệ thống điện mặt trời cho công nghiệp hoặc toà nhà
Hệ thống này được lắp đặt nhiều tấm pin trên 1 vùng rộng lớn
Thường có chiều dài trên 30m, việc lắp đặt cột thu lôi theo công nghệ phát xạ sớm là lựa chọn phổ biến. Cột thu lôi được gắn trên trụ độc lập bên ngoài.
Các đầu kim thu sét chủ động này có bán kính bảo vệ rất lớn, từ 50 đến 107m. Số lượng cột thu lôi được bố trí để vùng bảo vệ bao phủ hết bề mặt của hệ thống PV.
Đối với các công trình lớn, việc sử dụng kim phân tán sét là một giải pháp tốt. Kim này sẽ phân tán các điện tích trái dấu, ngăn chặn các dòng sét đánh xuống khu vực và tăng cường an toàn. Tuy nhiên, việc này có thể đòi hỏi chi phí cao hơn.
Hệ thống sử dụng có quy mô nhỏ (nhà ở, cột đèn NLMT, biển báo ..)
Các hệ thống điện này thường có diện tích nhỏ, với các tấm pin được đặt trên đỉnh hoặc mái nhà. Trong trường hợp này, việc sử dụng kim thu sét ESE không cần thiết.
Thay vào đó, có thể sử dụng kim thu lôi truyền thống. Việc đặt các kim phân tán sét trên mái nhà sẽ mang lại hiệu quả cao hơn. Một số mẫu phù hợp cho các công trình nhỏ là TerrStat ST-100 hoặc ST-400.
Công nghệ phân tán điện tích sẽ ngăn chặn sét đánh xuống khu vực bảo vệ và giảm thiểu xung quá áp. Điều này cũng giảm nguy cơ sét lan truyền trên các đường dây của hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Thi công và lắp đặt hệ thống tiếp đất cho các cột thu lôi cần tuân thủ các tiêu chí kỹ thuật. Giá trị điện trở tiếp đất tối đa là 8 Ohm và các hệ thống tiếp địa cũng cần được kết nối với nhau với cùng một đẳng thế.
Giải pháp chống sét lan truyền cho nguồn pin năng lượng mặt trời
Để bảo vệ hệ thống trên các đường dây nguồn điện DC, cần sử dụng các thiết bị chống sét đặt từ các tấm pin về tủ nguồn. Các thiết bị này cần được lắp đặt trực tiếp tại lối vào DC của Invertor và các tấm pin, theo khuyến cáo CLS/TS 5039-12.
Nếu hệ thống có kim thu sét, thiết bị cắt sét loại 1 cần được sử dụng để đảm bảo khả năng chịu được các dòng xung 10/350µs.
Đối với các hệ thống không trang bị cột chống sét (hoặc có sử dụng kim phân tán sét), có thể sử dụng thiết bị chống sét lan truyền loại 2 để bảo vệ. Hiệu quả bảo vệ được cải thiện khi áp dụng thiết bị cắt sét loại 1 ở phía trước.
Khi chọn thiết bị chống sét, cần xác định mức điện áp hoạt động định mức và tối đa, và đảm bảo phù hợp với nguồn DC mà các tấm pin cung cấp. Ngoài ra, có thể lựa chọn các tính năng bổ sung như công nghệ VG, kiểu cắm rút, hoặc dây báo hiệu tình trạng hoạt động để phù hợp với nhu cầu cụ thể.
Lưu ý khi lắp đặt hệ thống tiếp địa chống sét cho pin năng lượng mặt trời
Các vật liệu được sử dụng trong hệ thống tiếp đất cho năng lượng mặt trời nên đáp ứng các yêu cầu sau:
- Có khả năng chống ăn mòn cao, để chịu được tác động của ăn mòn hóa học và điện phân. Các loại cọc tiếp địa có thể là cọc tiếp địa thép mạ đồng chất lượng cao hoặc đồng nguyên chất.
- Có thể sử dụng các hóa chất giảm điện trở như Conductiver Plus (dành cho vùng đất nhiều cát, sỏi đá), Aplifill (dành cho các hố điện cực), hoặc Aplicem (dành cho các cọc và dây kết nối) để tăng cường khả năng dẫn điện và giảm điện trở.
Số lượng cọc tiếp đất và hóa chất giảm điện trở được sử dụng phụ thuộc vào đặc điểm địa chất của từng công trình cụ thể.
- Các liên kết giữa cọc, dây, và các kết cấu kim loại khác nên sử dụng mối hàn hóa nhiệt để đảm bảo sự liên kết tốt nhất về mặt điện học, cũng như đảm bảo tính cơ học và độ bền trong môi trường dễ bị ăn mòn.
Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn báo giá tốt nhất:
- Chi nhánh Hà Nội: Số 29, ngõ 292 đường Kim Giang, phường Đại Kim, TP. Hà Nội – Hotline: 0972299666
- Chi nhánh Hồ Chí Minh: Số 371 Nguyễn Ảnh Thủ , Phường Hiệu Thành , Quận 12. TP. HCM – Hotline: 0978833777
