Chống sét cho hệ thống cung cấp điện năng lượng mặt trời (PV)

Khi nói về các biện pháp chống sét lan truyền, cần phải xem xét đến các tính chất riêng của hệ thống PV. Vì vậy, trong năm 2009, những nội dung về chống sét bảo vệ các toà nhà cùng với hệ thống cung cấp điện quang chính là thông tin tóm tắt của bổ sung tiêu chuẩn thứ 5 trong hệ thống tiêu chuẩn chống sét của Đức: “Chống sét cho hệ thống cung cấp điện năng lượng mặt trời” - DIN EN 62305-3.

   Phiên bản cập nhật mới của nội dung bổ sung cho tiêu chuẩn thứ 5 trong hệ thống tiêu chuẩn chống sét của Đức - DIN EN 62305-3 - đã được công bố vào tháng 02/2014. Trong tài liệu này, ở phụ lục D – hệ thống tiếp địa trong các phương án chống sét đã được viết lại. Những bổ sung mới không chỉ tập trung vào các điện cực nối đất, mà còn bao gồm các thông tin về sự phân phối của dòng sét, tính chất nguy hiểm của nó tác động đến các dây dẫn của hệ thống PV trên mặt đất. Trong tương lại, nội dung của tài liệu này sẽ được đưa vào hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu TS 50539-12 và hệ thống tiêu chuẩn Quốc tế IEC 61643.

Điện cực nối đất trong hệ thống tiếp địa

   Điện cực nối đất với trở kháng thấp đã giảm thiểu đáng kể điện áp giữa các cấu trúc kim loại khác nhau. Hơn nữa, một mạng lưới liên kết các điện cực này có tác dụng làm giảm tác động của dòng sét tới các SPD và cáp kết nối nguồn điện DC. Mục tiêu bảo vệ cơ bản này cũng được chỉ ra trong bổ sung mới nhất ở tiêu chuẩn thứ 5. Nội dung mới khuyến khích việc xây dựng hệ thống tiếp địa với  điện trở nối đất thấp dưới 10 ohms và kết nối chung hệ thống tiếp địa của toà nhà với các khối của hệ thống PV để tạo thành một “bề mặt đẳng thế” lý tưởng nhờ mạng lưới các điểm cực nối đất chung, đồng thời bao gồm những khuyến nghị chi tiết về cách thực hiện hệ thống tiếp địa. Những nội dung sửa đổi của năm 2009 đã mô tả có thể kết nối các điện cực tiếp đất nếu đáp ứng các yêu cầu được quy định tại Bảng 7 trong tiêu chuẩn DIN EN 62305-3, cũng theo tiêu chuẩn này chiều dài tối thiểu L1 của điện cực nối đất phải được tuân thủ. Trong trường hợp các khung đỡ kim loại của các modul quang điện được bắt vít cố định hoặc liên kết vĩnh viễn với nhau đều có thể sử dụng làm dây dẫn sét một cách hiệu quả và khả năng thoát dòng sét đã được thử nghiệm dựa theo tiêu chuẩn DIN EN 62561-1. Lưu ý, các cấu trúc khác bằng kim loại cũng phải được kết nối cố định với nhau và được sử dụng như một phần của hệ thống tiếp địa

   Ngoài ra, thông tin chi tiết hơn về việc sử dụng các nền móng như một phần của hệ thống tiếp địa đã được đưa ra. Nền móng của các hệ thống PV thường không có những đặc điểm tương tự như nền móng cho các tòa nhà, vì vậy, khả năng cung cấp một hiệu ứng nối đất thấp, do đó khuyến khích bổ sung hệ thống tiếp địa. Các khung modul bằng kim loại được sử dụng như các dây dẫn sét và phải được kết nối với hệ thống tiếp địa.

Phân bố dòng sét và ứng suất của dòng sét trên các SPD trong hệ thống PV trên mặt đất.

   Phân bố dòng sét và ứng suất của dòng sét trên các SPD trong hệ thống PV trên mặt đất được giới thiệu trong phần D.3. Các thông tin trong bổ sung 5 dựa trên những mô phỏng máy tính về sự phân bố dòng sét trong một hệ thống được gắn trên mặt đất như mô tả trong bổ sung 1 của tiêu chuẩn DIN EN 62305-4. Bổ sung 5 mô tả các thông số ảnh hưởng đến sự phân bố dòng sét:

     - Lớp của LPS – hệ thống PV trên mặt đất thông thường được thiết kế chuẩn theo LPL III.

     - Điện trở suất nối đất.

     - Loại cáp điện DC (biến tần tập trung hoặc chuỗi các biến tần) – Phần bổ sung 5 chỉ bao gồm biến tần tập trung.

     - Mạng lưới liên kết và kích thước các mắt lưới của hệ thống tiếp đất, trong trường hợp kích thước mắt lưới lớn, phần lớn năng lượng dòng sét sẽ chạy qua thiết bị chống sét.

 a. Biến tần tập trung

   Trong tiêu chuẩn đầu tiên DIN EN 62305-4, đã chỉ ra rằng hầu hết các dòng sét trực tiếp đều được tiêu tán khi chạy qua hệ thống nối đất, cả trong trường hợp điện trở suất của đất tương đối thấp hay cao. Các vỏ bằng kim loại của modul quang điện đã được nối chung với nhau và được nối với hệ thống tiếp địa để tạo thành bề mặt đẳng thế, điều này hạn chế các dòng sét cảm ứng lên các dây dẫn nguồn DC. Trong thực tế, tại nơi xảy ra sét đánh trực tiếp, một phần dòng sét lan truyền qua hệ thống dây dẫn nối giữa các hộp phân phối nguồn DC xuống biến tần tập trung. Yêu cầu cần thiết lắp đặt thiết bị chống sét cấp 1 phải được lắp đặt tại đầu vào nguồn điện 1 chiều của biến tần tập trung và đầu ra của biến tần để bảo vệ nguồn điện AC cho máy biến áp.

b . Chuỗi biến tần

   Hệ thống PV trên mặt đất vận hành theo chuỗi các biến tần, khác với biến tần tập trung, trường hợp này một phần dòng sét lan truyền trên dây dẫn xoay chiều. Vì vậy, thiết bị chống sét cấp 1 sẽ được lắp đặt trên nguồn điện xoay chiều của chuỗi các biến tần và tại đầu vào máy biến áp nguồn cùng với thiết bị chống sét cấp 2 để bảo vệ nguồn điện 1 chiều trước các biến tần. Trong tiêu chuẩn thứ 5 đã mô tả cụ thể năng lượng thoát xung tối thiểu của thiết bị chống sét cấp 1 trên nguồn điện DC của biến tần tập trung cũng như giá trị tối thiểu của thiết bị chống sét cấp 1 AC trong trường hợp với chuỗi biến tần.

josef.birkl @ technik.dehn.de

 

Hãy liên hệ với DHK để có giải pháp tốt nhất cho công trình của bạn!

    Hotline: 0986.199.112/ Email: admin@dhk.com.vn