Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời

Mỗi công trình điện mặt trời đều có những đặc điểm riêng. Giải pháp chống sét lan truyền cho mỗi hệ thống pin năng lượng mặt trời cũng sẽ khác nhau về: thiết bị, số lượng, vị trí lắp đặt… Người thiết kế phải am hiểu về hệ thống cần bảo vệ để đưa ra phương án hợp lý và chính xác.

Tại sao chống sét lan truyền và trực tiếp cho hệ thống pin điện năng lượng mặt trời?

Điện năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, sạch ta được thừa hưởng từ thiên nhiên. Ngoài thủy điện, phong điện thì năng lượng mặt trời ngày càng được thay thế cho các nguồn năng lượng khác. Những nguồn kém thân thiện với môi trường sống trên trái đất.

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều người dùng nên giá thành của nó ngày càng được giảm đáng kể. Tuy nhiên vẫn còn cao hơn so với các nguồn năng lượng truyền thống khác. Các chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống vẫn còn khá tốn kém.

  • Chi phí đầu tư
  • Thời gian sử dụng
  • Hiệu quả thu được

Tất cả là những bài toán luôn được cân nhắc. Các nhà sản xuất module quang điện đều cam kết sản phẩm của họ bảo hành đến 20 năm. Đồng nghĩa rằng lợi tức đầu tư cũng được tính trên thời hạn này. Ngược lại ta thường bỏ qua vài tác động có thể làm suy giảm hiệu quả và thời gian hoạt động của hệ thống.

Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời

Vì sao cần chống sét lan truyền cho pin năng lượng mặt trời?

Hệ thống điện và pin năng lượng mặt trời gồm các thành phần chính là:

  • Tấm /panel tế bào quang điện
  • Dây dẫn
  • Bộ điều khiển
  • Invertor
  • Bộ chuyển đổi
  • Bình ac-quy…

Tất cả đều được liên kết điện với nhau. Điều này dẫn đến khi bộ phận này có rủi ro, các thành phần khác cũng sẽ bị ảnh hưởng. Trái lại, các tấm panel và dây dẫn luôn nằm ngoài trời. Thường ở vùng trống trải, trên cao. Nó có thể hòa mạng với hệ thống điện AC nên khả năng bị sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp (chống sét lan truyền) xuống hệ thống là rất lớn.

  • Sét đánh trực tiếp gây ảnh hưởng thế nào?
    • Gây cháy nổ cho các tấm pin mặt trời, các đường dây hoặc bộ điều khiển.
  • Sét đánh lan truyền gây ảnh hưởng ra sao?
    • Tạo các xung điện quá áp đột biến có thể lan truyền trên các đường dây nguồn DC từ tấm pin về, dây tín hiệu cảm biến, dây nguồn AC nối ra lưới và các tải tiêu thụ.
Chống sét trực tiếp và lan truyền cho pin năng lượng mặt trời
Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời

Hậu quả nếu bị ảnh hưởng sét đánh đến hệ thống điện pin năng lượng mặt trời là gì?

Các tế quang điện và các thành phần khác sẽ bị hư hỏng ngay lập tức khi bị sét đánh vào. Hoặc tối thiểu cũng bị suy giảm hiệu suất hoạt động của chúng do tác động của quá áp lan truyền gây ra. Kết quả cuối cùng là:

  • Thời gian sử dụng sẽ bị rút ngắn lại.
  • Tốn kém chi phí thay thế và sửa chữa
  • Hiệu suất đầu tư sẽ không còn như tính toán ban đầu
  • Đặc biệt là sự gián đoạn của hệ thống sẽ gây ảnh hưởng cho các hoạt động khác.

Giải pháp cơ bản để bảo vệ chống sét cho hệ thống pin điện năng lượng mặt trời

Để chống lại sự tác động của sét đánh ta cần phải có giải pháp bảo vệ tổng thể và đầy đủ gồm:

  • Bảo vệ bên ngoài bằng hệ thống chống sét trực tiếp. Tức là không để sét đánh trúng vào hệ thống PV
  • Bảo vệ chống xung quá áp đột biến lan truyền trên đường dây DC, AC & Tín hiệu;
  • Hệ thống nối đất, tiếp đất đảm bảo kỹ thuật.
  • Cụ thể thì phải đáp ứng phù hợp với các đặc điểm riêng của mỗi hệ thống.

Thiết kế giải pháp chống sét cho hệ thống điện mặt trời cần xem xét gì?

  • Mật độ sét, hệ số rủi ro và cường độ sét trong khu vực nhiều hay ít?
  • Hệ thống đã trang bị cột thu lôi chống sét trực tiếp chưa?
  • Quy mô lớn hay nhỏ, dân dụng hay công nghiêp?
  • Điện áp định mức và tối đa bao nhiêu?
  • Hệ thống độc lập hay hòa mạng?
  • Có nằm trong khu công nghiệp hay không?
  • Hệ thống tiếp đất như thế nào… ?

Từ các thông tin cơ sở trên, ta sẽ đưa ra các giải pháp tổng thể phù hợp một cách an toàn với chi phí thấp nhất.

Giải pháp chống sét trực tiếp cho hệ thống điện năng lượng điện mặt trời

Chống sét trực tiếp cho hệ thống điện mặt trời cho công nghiệp hoặc tòa nhà

Hệ thống này được lắp đặt nhiều tấm pin trên 1 vùng rộng lớn

Thường có chiều dài trên 30m, nên lắp đặt cột thu lôi theo công nghệ phát xạ sớm. 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 – 107m).
  • Số lượng cột thu lôi được bố trí để vùng bảo vệ bao phủ hết bề mặt của hệ thống PV.
  • Với các công trình lớn,  nếu được sử dụng kim phân tán sét thì càng tốt. Nó sẽ phân tán các điện tích trái dấu. Cuối cùng ngăn ngừa các dòng sét đánh xuống khu vực, an toàn hơn nhưng chi phí có thể 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. Các tấm pin thường được đặt trên đỉnh hoặc mái nhà. Không cần thiết phải sử dụng kim thu sét ESE.

Có thể bảo vệ bằng kim thu lôi truyền thống. Nếu sử các kim phân tán sét đặt trên mái nhà thì sẽ hiệu quả hơn rất nhiều. Các model có thể dùng cho công trình nhỏ như: TerrStat ST-100 hoặc ST-400.

Công nghệ phân tán điện tích ngăn ngừa sét đánh xuống khu vực bảo vệ. Tác dụng này đồng nghĩa với việc sẽ hạn chế sự xuất hiện các xung quá áp. Lặp lại hay sét lan truyền trên các đường dây của hệ thống điện NLMT.

Thi công và lặp đặt hệ thống tiếp đất cho các cột thu lôi này phải đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật. Giá trị điện trở tiếp đất tối đa là 8 Ohm. Các hệ thống tiếp địa cũng cần phải liên kết đẳng thế với nhau.

Giải pháp chống sét lan truyền cho nguồn pin năng lượng mặt trời

Cần dùng các thiết bị chống sét nguồn điện DC để bảo vệ trên các đường dây. Chúng được nối từ các tấm pin về tủ nguồn. Các thiết bị chống sét cho nguồn điện mặt trời DC cần lắp đặt bảo vệ ngay tại lối vào DC của Invertor và các tấm pin (theo khuyến cáo CLS/TS 5039-12..)

Hệ thống có lắp đặt kim thu sét thì phải sử dụng thiết bị cắt sét Type 1. Vì cần đảm bảo chịu được các dòng xung 10/350µs.

Với các hệ thống không trang bị cột chống sét (hoặc có sử dụng kim phân tán sét) thì có thể dùng thiết bị chống sét lan truyền Type 2 để bảo vệ. Bảo vệ tốt hơn khi áp dụng các thiết bị cắt sét Type 1 nối trước.

Cần chọn các thiết bị chống sét có mức điện áp hoạt động định mức và tối đa. Tuy nhiên cần đảm bảo phù hợp với nguồn DC mà các tấm pin cung cấp. Ngoài ra có thể chọn thêm tính năng bổ sung như:

Công nghệ VG, kiểu cắm rút, dây báo hiệu tình trạng hoạt động .v.v. phù hợp với nhu cầu.

Về giải pháp chống sét lan truyền cho đường nguồn AC

Tiêu chuẩn CLS/TS 5039-12 cũng khuyến cáo:

Phải lắp đặt các thiết bị chống sét nguồn AC để bảo vệ ngay trước lối vào AC của Invertor, của các phụ tải và cầu dao kết nối với điện lưới. Quá áp có thể lan truyền trên đường dây từ các phụ tải (máy bơm, đèn chiếu sáng…) hoặc từ hệ thống lưới điện quốc gia (có hòa mạng).

Địa điểm SPD Prosurge Model Chi tiết sản phẩm (Nhấp chuột)
Hộp bảo vệ kết nối DC (1, 4) SPV hoặc CPV series Loại II / Loại 2 SPD cho PV / Năng lượng mặt trời / DC
Bảo vệ bên AC của Invertor (2) SP series DIN-rail SPD cho AC
Bảo vệ bên AC của Invertor (3) Panel SPD UL 1449 Panel SPD

Với các công trình có lắp đặt kim thu sét thì phải sử dụng các thiết bị cắt sét AC Type 1 để bảo vệ. Sau đó có thể dùng thêm Type 2 để bảo vệ thứ cấp. Lưu ý nếu thiết bị không phải công nghệ VG thì phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu giữa sơ cấp và thứ cấp.

Ngoài chống sét cho pin năng lượng mặt trời, tham khảo thêm:

Các công trình ở vùng có mật độ sét đánh không nhiều, cường độ dòng sét không cao và không trang bị các kim thu sét trực tiếp thì có thể sử các thiết bị cắt sét AC Type 2 để bảo vệ.

Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời
Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời

Về giải pháp chống sét lan truyền cho các đường tín hiệu

Hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể có rất nhiều đường tín hiệu như:

  • Tín hiệu từ các cảm biến, đầu dò
  • Tín hiệu giám sát và điều khiển…
Địa điểm SPD Prosurge Model Chi tiết sản phẩm (Nhấp chuột)
Bảo vệ tín hiệu dữ liệu DM- ××× SPD đo lường và điền khiển
Bảo vệ tín hiệu truyền thông D- ×× / RJ45 SPD cho Ethernet

Chúng thường chạy theo các đường dây DC từ ngoài vào nên khả năng nhiễm quá áp là rất cao.

Các thiết bị chống sét cho đường tín hiệu được lắp đặt trong các tủ điều khiển, tủ trung gian bên ngoài. Đôi khi được lắp trước khi vào các thiết bị và cảm biến.

Ngoài chống sét cho pin năng lượng mặt trời, tham khảo thêm:

Lưa chọn các thiết bị phù hợp với dạng tín hiệu truyền như :RS485, RS232, Ethernet, PoE hay các đường tín hiệu DC có mức điện áp thấp khác.

Có thể chọn các thiết bị dạng DIN gắn trên ray lắp nối tiếp:

  • Như dòng ATLINE, DLA, DLA2
  • Các thiết bị gắn trên dây như B180, MTJ
  • Thiết bị chống sét đường mang Ethernet như MJ8-CAT5…

Lưu ý phù hợp với điều kiện lắp đặt.

Chống sét trực tiếp và lan truyền cho pin năng lượng mặt trời
Chống sét trực tiếp, lan truyền cho pin Solar năng lượng mặt trời

Giải pháp tiếp đất, tiếp địa cho hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hệ thống tiếp đất (tiếp địa) là một bộ phận vô cùng quan trọng cho hệ thống. Nó vừa có chức năng tiếp đất công tác, tiếp đất bảo vệ và tiếp đất chống sét.

Toàn bộ các kết cấu giá đỡ, vỏ tủ, khung bao, thiết bị chống sét .. đều phải được nối tiếp địa. Cần đảm bảo sự đẳng thế trong toàn bộ hệ thống. Có thể dùng thiết bị đẳng thế (như AT-50K) để liên kết các khu vực tiếp đất theo các chức năng khác nhau lại.

Giá trị điện trở nối đất càng nhỏ càng tốt (tối đa 8 Ohm). Lưu ý tùy theo đặc điểm địa lý và công suất hệ thống điện năng lượng mặt trời.

Lưu ý khi lắp đặt hệ thống tiếp địa chống sét cho pin năng lượng mặt trời

Các vật liệu sử dụng trong hệ thống tiếp đất năng lượng mặt trời nên sử dụng loại tốt:

Có khả năng chống ăn mòn cao (vì nó chịu tác động của ăn mòn hóa học, ăn mòn điện phân). Cọc tiếp địa có thể dùng loại cọc tiếp địa thép mạ đồng chất lượng cao hoặc đồng nguyên chất.

Có thể sử dụng thêm các hóa chất giảm điện trở đất GEM để tăng cường khả năng dẫn điện, giảm điện trở như:

  • Conductiver Plus (dùng cho vùng đất nhiều cát, sỏi đá)
  • Aplifill (dùng cho các hố điện cực)
  • Aplicem (dùng cho các cọc và dây liên kết)

Số lượng cọc tiếp đấthóa chất giảm điện trở sử dụng phụ thuộc vào đặc điểm địa chất riêng của mỗi công trình.

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 điện học. Cũng như đảm bảo tính cơ học và lâu bền trong môi trường dễ bị ăn mòn.

Lắp đặt hệ thống chống sét trực tiếp / lan truyền cho hệ thống pin năng lượng điện mặt trời hết bao nhiêu?

Hệ thống chống sét lan truyền và tiếp địa có chi phí rất hợp lý so với mang lại hiệu quả cao mà công việc này mang lại

  • Hệ thống tiếp đất thường sẽ có chi phí từ 2 triệu đến khoảng 6 triệu đồng tùy từng căn nhà.
  • Hệ thống thiết bị chống sét lan truyền có chi phí khoảng 3 triệu đến 7 triệu đồng. Sản phẩm của thương hiệu nổi tiếng với công nghệ hiện đại nhất.

CHONGSET.VN đảm bảo cung cấp cho quý khách các sản phẩm, thiết bị, vật tư chống sét chất lượng từ các thương hiệu lớn như: OTOWA, BAKIRAL, RAMRATNA,… Với giả cả tốt nhờ là nhà phân phối trực tiếp từ các thương hiệu. Liên hệ chúng tôi ngay để được tư vấn tốt hơn.

0/5 (0 Reviews)
Liên hệ ngay với chúng tôi!
Gọi ngay cho chúng tôi!