Bạn lo lắng rằng vì không biết cách chọn chống sét cho hệ thống năng lượng mặt trời đắt tiền của bạn?
Thực tế nếu không có bảo vệ chống sét lan truyền, ngay cả sự tăng đột biến điện áp nhỏ nhất cũng có thể làm hỏng mọi thiết bị điện tử trong hệ thống năng lượng mặt trời. Thêm vào đó, nếu không có hệ thống chống sét, bất kỳ khoản đầu tư nào bạn thực hiện vào việc sử dụng năng lượng hiệu quả sẽ trở nên vô ích, vì sét là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố cho bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Vậy làm sao để chọn thiết bị chống sét cho năng lượng mặt trời phù hợp là những gì chúng ta sẽ xem xét hôm nay. Chúng ta hãy bắt đầu ngay bây giờ.
Tại sao các hệ thống năng lượng mặt trời/ Solar cần bảo vệ chống sét lan truyền?
Như bạn đã biết, các tấm pin năng lượng mặt trời ( solar panel) được lắp đặt ngoài trời. Điều này khiến chúng phải tiếp xúc trực tiếp với điều kiện khắc nghiệt như mưa, gió, bụi. Trong số các điều kiện thời tiết, sét đánh cần được chú ý đặc biệt vì chúng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự an toàn và hiệu suất của hệ thống PV Solar.
Khi tia sét đánh xuống đất, nó sẽ giải phóng năng lượng, ảnh hưởng đến điện trường trên mặt đất. Đối với nhà máy điện mặt trời, điều này đặt ra hai rủi ro:
- Tác động trực tiếp có thể phá hủy thiết bị năng lượng mặt trời trên mái nhà
- Quá điện áp tạm thời lan truyền qua dây DC, có thể dẫn đến hư hỏng các thành phần nhạy cảm trong Inverter
Các hệ thống năng lượng mặt trời không được bảo vệ sẽ duy trì thiệt hại lặp đi lặp lại và đáng kể ở những khu vực thường xuyên bị sét đánh. Điều này có thể dẫn đến chi phí sửa chữa và thay thế đáng kể, thời gian ngừng hoạt động của hệ thống và tổn thất doanh thu.
Bảo vệ chống sét cho hệ thống năng lượng mặt trời (SPD) được thiết kế để hạn chế quá điện áp thoáng qua và chuyển hướng các sóng dòng điện xuống hệ thống tiếp địa. Ngoài ra, nó hạn chế biên độ của quá điện áp ở một giá trị an toàn cho cơ sở hạ tầng điện và thiết bị đóng cắt.
Cần những thiết bị chống sét lan truyền nào cho hệ thống năng lượng mặt trời/ Solar?
Các tấm pin tại trang trại quang điện solar farm tạo ra nguồn điện một chiều (dc), dẫn qua bộ biến tần (inverter) để chuyển đổi nguồn điện này từ DC sang AC—là một thành phần quan trọng. Trong đó
biến tần không chỉ cực kỳ nhạy cảm với sét đánh mà còn rất đắt tiền.
Hình 1
Khi sét đánh vào điểm A ( Hình 1 ), tấm pin năng lượng mặt trời và biến tần có khả năng bị hỏng. Sét đánh vào điểm B sẽ chỉ làm hỏng biến tần. Do đó, cả hai phía AC và DC đều yêu cầu phải có SPD phù hợp được chọn và lắp đặt đúng cách.
Số lượng SPD được lắp đặt trong hệ thống điện mặt trời khác nhau tùy thuộc vào số string của inverter
Ví dụ:
Đối với inverter 3kW cần lắp đặt 1 chống sét DC PV50-600-V-C-S và 1 chống sét AC 1 pha DS50/420-(V+T)-(S)
Đối với inverter 5kW cần lắp đặt 2 chống sét DC PV50-600-V-C-S và 1 chống sét AC 1 pha DS50/420-(V+T)-(S) hoặc 1 chống sét AC 3 pha DT50/420-(3V+T)-S
Đối với inverter 10kW cần lắp đặt 2 chống sét DC PV50-1000-V-C-S và 1 chống sét AC 1 pha DS50/420-(V+T)-(S) hoặc 1 chống sét AC 3 pha DT50/420-(3V+T)-S
SPD hoạt động như thế nào để bảo vệ hệ thống điện mặt trời?
Nói một cách đơn giản nhất, thiết bị chống sét năng lượng mặt trời điều khiển điện áp nhất thời và hướng dòng điện trở lại nguồn hoặc nối đất khi điện áp nhất thời phát sinh trên mạch được bảo vệ.
Để đảm bảo rằng năng lượng sét đi xuống đất trước tiên để tránh quá điện áp, thành phần quan trọng nhất là tụ chống sét (MOV). trong các điều kiện khác nhau chuyển đổi giữa trạng thái trở kháng cao và thấp.
Thiết bị chống sét năng lượng mặt trời ở trạng thái trở kháng cao và không có tác động đến hệ thống điện mặt trời ở điện áp hoạt động điển hình. Khi một điện áp thoáng qua xảy ra trên mạch, SPD sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện (hoặc trở kháng thấp) và chuyển hướng dòng điện đột biến trở lại nguồn hoặc mặt đất của nó. Điều này giới hạn hoặc kẹp điện áp ở mức an toàn hơn. Sau khi quá độ được chuyển hướng, SPD sẽ tự động đặt lại về trạng thái trở kháng cao.
Cách chọn chống sét SPD phù hợp cho các ứng dụng năng lượng mặt trời
Các hệ thống năng lượng mặt trời/ Solar có các đặc điểm rõ ràng (điện áp hệ thống DC cao lên đến 1500V) và do đó yêu cầu các SPD được thiết kế riêng cho nó.
Điều quan trọng là phải bảo vệ cả hai phía AC & DC khỏi bị sét đánh bằng cách sử dụng thiết bị chống sét lan truyền thích hợp.
Đối với phía DC, cần có DC SPD cụ thể và đối với phía AC cũng vậy. Sử dụng SPD sai phía AC hoặc DC sẽ rất nguy hiểm trong điều kiện lỗi.
Các loại thiết bị chống sét lan truyền (SPD)
Trong các ứng dụng năng lượng mặt trời/ Solar, SPD có thể được phân thành 2 loại:
SPD chống sét DC type 2: Giảm thiệt hại do sét lan truyền vào tấm pin năng lượng mặt trời (Solar panel)
SPD chống sét AC type 2: Giảm thiệt hại do sét lan truyền vào Inverter theo đường dây điện lưới quốc gia
Để chọn chống sét lan truyền phù hợp cho hệ thống năng lượng mặt trời/ Solar, cần lưu ý những điểm sau:
- Mật độ chớp sét theo khu vực vị trí địa lýN
- Nhiệt độ hoạt động của hệ thống;
- Điện áp của hệ thống;
- Dòng điện định mức ngắn mạch của hệ thống;
- Dòng xả sét danh định.
Với các dòng sản phẩm của hãng Prosurge Mỹ , cả 2 hướng AC và DC trong hệ thống năng lượng mặt trời đều có thể được bảo vệ khỏi quá điện áp do sét đánh.
Chống sét lan truyền DC bảo vệ Inverter
Các hệ thống điện áp DC này với 600V 1000V 1200V 1500 V DC có định mức dòng điện ngắn mạch lên tới 1000A.
Thông số kỹ thuật:
- Chống lại dòng sét 8/20 µs.
- Điện áp hoạt động liên tục Ucpv: 600V 1000V 1200V 1500V
- Loại 2 / Loại II / Loại C
- Dòng xả danh nghĩa (8/20 μs) In = 20kA @ Loại 2
- Dòng xả tối đa (8/20 μs) Imax = 50kA @ Loại 2
- Thành phần bảo vệ: tụ cắt sét (MOV)
Nguyên tắc lắp đặt chống sét lan truyền cho các ứng dụng năng lượng mặt trời
Hệ thống năng lượng mặt trời (Solar) rất phức tạp. Chúng tôi rất sẵn lòng cung cấp các đề xuất lắp đặt thiết bị chống đột biến điện (SPD) cho các ứng dụng năng lượng mặt trời.
Mẹo lắp đặt SPD năng lượng mặt trời
Giả sử bạn muốn hệ thống điện mặt trời của mình phục vụ liên tục thì phải trang bị một bộ chống sét lan truyền được lắp đặt chính xác trong mạng phân phối DC và AC của hệ thống điện mặt trời để bảo vệ các mạch điện quan trọng.
Các SPD năng lượng mặt trời phải luôn được cài đặt ngược dòng với các thiết bị mà chúng sẽ bảo vệ, cài đặt của nó phụ thuộc vào ba giá trị:
- Điện áp hoạt động liên tục tối đa
- Cấp bảo vệ điện áp
- Dòng xả danh nghĩa
| Vị trí | Mô-đun PV và hộp mảng phía dc | biến tần dc bên | Biến tần bên ac | Cột thu lôi (trên mainboard) | |||
| Chiều dài của cáp | <10m | >10m | không có | <10m | >10m | Đúng | KHÔNG |
| Loại SPD sử dụng | không có | loại 2 | loại 2 | không có | loại 2 | Loại 1 | Loại 2 nếu Ng > 2.5 và đường dây trên không |
Vị trí và số lượng SPD năng lượng mặt trời được lắp đặt ở phía DC được xác định bởi chiều dài cáp giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời và biến tần (hình 2).
Nếu chiều dài của cáp bằng hoặc nhỏ hơn 10 m thì chỉ cần một SPD năng lượng mặt trời cho biến tần năng lượng mặt trời và được gắn với biến tần. Trong trường hợp chiều dài lớn hơn 10 m, cần có hai SPD. Một với bảng điều khiển và một với biến tần.
Nếu biến tần hệ thống cách hộp kết hợp hoặc bộ kết hợp gần nhất hơn 30 mét, thì NFPA 780 12.4.2.3 yêu cầu các SPD bổ sung ở đầu vào dc của biến tần.
Tủ điện năng lượng mặt trời DC (tủ điện Solar) với khả năng chống sét lan truyền
– Đầu vào 3 chuỗi 3 đầu ra chuỗi. (3string – 3 string)
Chống sét lan truyền là một thành phần nhỏ trong quá trình lắp đặt dãy tấm pin mặt trời, nhưng nó là một thành phần thiết yếu không nên bỏ qua. Nó không phải là một lựa chọn, nó là một điều cần thiết.
Nếu bạn không chắc chắn về bất kỳ khía cạnh nào của bài viết này hoặc chỉ muốn giúp bạn chọn chống sét cho năng lượng mặt trời hoàn hảo, nhóm của chúng tôi sẽ sẵn lòng hỗ trợ bạn từng bước để biến các yêu cầu của bạn thành các thiết bị bảo vệ chống đột biến năng lượng mặt trời hữu hình (SPDs) ) với các kỹ sư chuyên nghiệp & giàu kinh nghiệm.
