Điện mặt trời ngày càng được lắp đặt phổ biến, với cam kết bảo hành lên đến 20 năm từ các nhà sản xuất. Tuy nhiên, một trong những rủi ro thường bị bỏ qua là tác động của sét đánh, có thể làm suy giảm hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống.
Tác Động Của Sét Đánh Đến Hệ Thống Điện Mặt Trời:
- Tác động trực tiếp: Sét có thể gây cháy nổ các tấm pin, dây điện hoặc bộ điều khiển.
- Tác động gián tiếp: Sét tạo ra xung điện quá áp lan truyền qua các đường dây DC, AC và tín hiệu, làm hư hỏng hoặc giảm hiệu suất các thiết bị.
- Nếu bị ảnh hưởng, hiệu suất hoạt động của hệ thống sẽ giảm, dẫn đến chi phí sửa chữa cao, tuổi thọ ngắn, và ảnh hưởng đến các hoạt động khác.
1. Chống sét đánh thẳng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Với hệ thống quy mô lớn (trang trại, nhà máy, tòa nhà): Nếu hệ thống điện mặt trời được lắp đặt trên diện tích rộng (chiều dài trên 30m), nên sử dụng kim thu sét phát xạ sớm, gắn trên trụ độc lập bên ngoài. Loại kim này có bán kính bảo vệ lớn (50-107m), giúp giảm số lượng kim cần lắp và tiết kiệm chi phí đầu tư. Nếu có điều kiện, nên sử dụng thêm kim phân tán sét để phân tán các điện tích, ngăn ngừa sét đánh, tuy chi phí có thể cao hơn nhưng sẽ an toàn hơn.
Với hệ thống quy mô nhỏ (nhà ở, cột đèn NLMT, biển báo): Các hệ thống này có diện tích nhỏ, tấm pin thường được lắp trên đỉnh hoặc mái nhà. Vì vậy, không cần kim thu sét phát xạ sớm, có thể sử dụng kim thu lôi cổ điển để đảm bảo an toàn.
2. Chống sét lan truyền cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Hệ thống điện mặt trời bao gồm nhiều loại dây để truyền điện, tùy thuộc vào quy mô và công nghệ của từng hệ thống. Thông thường, hệ thống sẽ có đường nguồn DC, đường nguồn AC, và đường tín hiệu điều khiển. Khi xuất hiện xung quá áp đột ngột, các thiết bị điện và điện tử kết nối với các đường dây này có thể bị hư hỏng hoặc cháy nổ. Vì vậy, cần bảo vệ hệ thống khỏi xung quá áp trên tất cả các hướng có thể bị ảnh hưởng, bao gồm:
- Bảo vệ đường nguồn DC khỏi xung điện áp lan truyền.
- Triệt tiêu xung quá áp trên đường nguồn AC của hệ thống điện mặt trời.
- Bảo vệ đường tín hiệu điều khiển khỏi các tác động của xung điện.
3. Lắp đặt tiếp địa cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Hệ thống tiếp địa là một phần rất quan trọng của hệ thống điện năng lượng mặt trời, đảm nhiệm cả chức năng tiếp đất công tác và tiếp đất bảo vệ. Để đảm bảo an toàn, nên sử dụng các vật liệu chất lượng cao, có khả năng chống ăn mòn tốt, như đồng mạ chất lượng cao hoặc đồng nguyên chất.
Có thể sử dụng thêm các vật liệu giúp tăng khả năng dẫn điện và giảm điện trở, chẳng hạn như hóa chất giảm điện trở suất (dùng cho khu vực đất nhiều cát, sỏi) hoặc chất giảm điện trở dạng đông kết (dùng cho cọc và dây liên kết). Số lượng điện cực tiếp đất và lượng hóa chất sẽ tùy thuộc vào địa chất của mỗi công trình.
Kết nối giữa cọc, dây và các kết cấu kim loại nên sử dụng hàn hóa nhiệt (như Apliweld) để đảm bảo liên kết chắc chắn, bền vững về mặt điện học và cơ học, đặc biệt trong môi trường dễ bị ăn mòn.
Đầu tư vào hệ thống tiếp đất và các giải pháp bảo vệ ngay từ giai đoạn thiết kế và lắp đặt sẽ giúp hạn chế tối đa thiệt hại do xung điện và quá áp, bảo vệ tài sản, và nâng cao hiệu quả đầu tư cho người sử dụng hệ thống điện mặt trời.