Điện mặt trời áp mái là một giải pháp tận dụng năng lượng mặt trời để sản xuất ra điện năng, phù hợp cho các công trình như nhà ở, văn phòng, nhà xưởng, trường học, và bệnh viện.
Bằng cách lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời (Photovoltaic panel) trên mái nhà, giải pháp này không chỉ giúp giảm hóa đơn tiền điện mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm phát thải khí CO2 và góp phần chống lại hiệu ứng nhà kính.Với lợi ích về tiết kiệm chi phí và sự đóng góp cho môi trường, điện mặt trời áp mái đang trở thành lựa chọn ưu tiên trong xu hướng sử dụng năng lượng xanh.
Trong những năm gần đây, Việt Nam đã chứng kiến sự tăng trưởng mạnh mẽ của thị trường điện mặt trời áp mái, đặc biệt là sau khi Chính phủ ban hành Nghị định 135 dành cho điện mặt trời áp mái, nhằm khuyến khích sự đầu tư và phát triển trong lĩnh vực này.
Tính đến hết năm 2022, hệ thống điện Việt Nam có tổng công suất lắp đặt 80.704 MW. Trong đó, điện mặt trời khoảng 16.567 MW, chiếm khoảng 20,5% (trong đó có hơn 9.000 MW điện mặt trời mái nhà)…

Với những ưu điểm của mình, hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái dần trở thành nhân tố không thể thiếu trong lĩnh vực năng lượng trong tương lai.
1.Tại sao cần lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền cho điện mặt trời áp mái?
Hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái vẫn tồn tại nhiều rủi ro tiềm ẩn, các tấm pin được lắp đặt trên mái các công trình sẽ trực tiếp chịu ảnh hưởng xấu từ tất cả các điều kiện môi trường và nguy cơ bị sét tác động là một trong những nguy cơ hàng đầu, rủi ro từ việc bị sét đánh mang lại thiệt hại lớn cả về kinh tế lẫn con người.
Ngoài ra việc không lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền SPD (Surge Protection Device) hoặc lắp đặt các thiết bị không đảm bảo tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật không đồng bộ với hệ thống cũng dẫn tới thiết bị không được bảo vệ khi có các xung (Surge) sinh ra từ các thiết bị điện khác trong mạng điện hoặc các xung sinh ra từ cú sét lan truyền từ ngoài vào kết cấu… dẫn tới các sự cố cháy nổ tấm pin.
Một số thiệt hại liên quan đến hệ thống pin năng lượng mặt trời tại Việt Nam:
Tại Gò Vấp, TP.HCM: Ngày 13/12/2024 trong hẻm đường Dương Quảng Hàm người dân nghe tiếng nổ lớn và mùi khét, khói lửa bốc lên từ tầng thượng, nơi có lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời của tòa nhà. (nguồn: Bao moi)
Tại Bắc Giang: Ngày 20/06/2024 cháy thiết bị điện năng lượng mặt trời (inverter, ắc quy) chỉ sau 4 ngày lắp đặt với trị giá gần 170 triệu đồng. (Nguồn: Bao Bac Giang)
Tại Quảng Bình: Sáng ngày 17/05/2024 trạm điện năng lượng mặt trời bất ngờ phát nổ, bốc cháy thiêu rụi toàn bộ bình ắc quy lưu trữ. (Nguồn: Dan tri)
Tại Quảng Nam: Ngày 11/04/2024 cháy các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái một nhà máy sản xuất thép tiền chế tại một công ty có trụ sở ở khu công nghiệp Bắc Chu Lai (xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành). (Nguồn: Bao quang nam)

Xem thêm bài viết Vấn đề chống sét bảo vệ hệ thống điện năng lượng mặt trời
2.Giải pháp chống sét lan truyền toàn diện cho hệ thống điện mặt trời áp mái:
Giải pháp chống sét lan truyền toàn diện cho hệ thống điện mặt trời áp mái bao gồm: chống sét phía nguồn DC, chống sét phía nguồn AC và chống sét lan truyền cho đường tín hiệu. Để đảm bảo hệ thống chống sét lan truyền đạt hiệu quả bảo vệ tối đa thì việc thiết kế hệ thống, lựa chọn thiết bị, lắp đặt thiết bị cần phải tuân thủ và dựa trên các tiêu chuẩn TCVN (tương đương IEC) đóng vai trò vô cùng quan trọng.
Phần điện của một hệ thống điện mặt trời áp mái bao gồm cả điện AC và DC, với mỗi phần cần có các SPD riêng biệt với chức năng tương ứng để bảo vệ.
Nguồn DC sau khi được sinh ra từ các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ đi theo đường dây cáp điện đi vào trong kết cấu công trình, với đường dây nguồn kéo dài và đi từ LPZ0 vào LPZ1 (hoặc nhỏ hơn) việc mang theo các xung sét lan truyền đi vào Inverter và các thiết bị khác khi có sét tác động trực tiếp hoặc gần tấm pin có xác suất cực kỳ cao.
Theo TCVN và IEC việc lắp đặt SPD tại vị trí có đường kết nối giữa LPZ0 và LPZ1 là bắt buộc.

Lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền cho hệ thống điện mặt trời áp mái không chỉ đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện trong hệ (inverter, MCB, ATS, ắc quy lưu trữ) mà còn đảm bảo an toàn cho cả các thiết bị điện khác bên trong kết cấu, giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, hư hỏng, tính mạng khi có sét tác động vào hệ thống.

Khác với các nguồn DC thông thường có đường đặc tính U/I dạng tuyến tính, đường đặc tính U/I của nguồn DC sinh ra từ các tấm pin có dạng phi tuyến (Đường cong màu đỏ có đồ thị hàm số là một hàm của hàm mũ).
Với cùng một giá trị điện áp Uoc và dòng I (trong hình ảnh bên dưới là giá trị dòng ngắn mạch Isc) nguồn DC sinh ra từ tấm pin năng lượng mặt trời mang năng lượng lớn gần gấp 2 lần so với nguồn DC thông thường, đây chính là nguyên nhân khiến nguồn điện DC sinh ra từ các tấm pin có khả năng gây ra hồ quang điện cực cao trong một khoảng thời gian dài khi có sự cố.

2.1 Chống sét lan truyền phía nguồn DC:
Với phần nguồn DC của hệ thống, SPD lắp đặt phải đảm bảo các tiêu chí về dòng xung 10/350 và 8/20 chịu đựng được, mức bảo vệ điện áp, điện áp hoạt động, tiêu chuẩn sản xuất thử nghiệm đạt IEC 61643-31,32 (Bộ tiêu chuẩn dành riêng cho các thiết bị SPD phía nguồn DC của tấm pin năng lượng mặt trời), đặc biệt cần có khả năng chống chịu lại dòng ngắn mạch Isc của tấm pin… và cần được lắp đặt ở phía nguồn DC của Inverter (Vị trí 1).
Dòng sản phẩm DEHN YPV (dạng mạch Y chống lỗi) với ưu điểm có khả năng bảo vệ thiết bị khỏi dòng xung sét 10/350 và 8/20, mức độ bảo vệ điện áp 1000 – 1500V, không cần kèm theo cầu chì bảo vệ, khả năng dập hồ quang và tuổi thọ cao, sản xuất và thử nghiệm đạt tiêu chuẩn IEC 61643-31, 32 là sản phẩm lý tưởng giúp bảo vệ thiết bị phía nguồn DC.

2.2 Chống sét lan truyền phía nguồn AC:
Ngoài phía nguồn DC việc bảo vệ tại phía nguồn AC (Vị trí 2, 3) của hệ thống điện mặt trời áp mái cũng đóng vai trò quan trọng không kém trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống. SPD phía nguồn AC kết hợp với SPD phía nguồn DC giúp bảo vệ 2 đầu hệ thống, bảo vệ thiết bị khỏi xung sét lan truyền từ mọi hướng.
Trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, các thiết bị như Inverter, pin lithium lưu trữ (có thể có hoặc không), thiết bị giám sát chất lượng điện năng… đều là các thiết bị có chứa các board mạch phức tạp bên trong và có độ nhạy cảm cao (Theo catalogy I IEC 60664-1) vì thế việc lắp đặt SPD type 1+2 phía nguồn AC là bắt buộc và hoàn toàn tuân thủ TCVN (tương đương với IEC).
Các sản phẩm SPD DEHN type 1+2 với nhiều ưu điểm như sử dụng công nghệ Spark Gap (khe hở phóng điện giúp chuyển mạch xung sét), khả năng dập hồ quang tốt, thời gian đáp ứng nhỏ, tuổi thọ cao, không có dòng rò, sản xuất và thử nghiệm đạt tiêu chuẩn IEC 6164-11… là những sự lựa chọn tốt nhất giúp bảo vệ hệ thống phía nguồn AC.

Xem thêm bài viết bảo vệ chống sét toàn diện cho bệnh viện
2.3 Bảo vệ cho đường tín hiệu:
Để đảm bảo việc truyền dữ liệu đáng tin cậy từ các hệ thống giám sát chuỗi, inverter, thiết bị thu thập dữ liệu thời tiết, hệ thống bảo vệ chống trộm và truyền thông bên ngoài, cần triển khai các giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền cho đường tín hiệu.
Các thiết bị như DEHNbox DBX được sử dụng để bảo vệ tín hiệu analog từ cảm biến gió và bức xạ nhờ công nghệ actiVsense có khả năng tự điều chỉnh mức bảo vệ điện áp lên đến 180V. BLITZDUCTOR XT phù hợp để bảo vệ giao diện RS485 giữa các inverter, trong khi DEHNgate BNC VC bảo vệ hệ thống CCTV truyền tải video qua cáp đồng trục và DEHNpatch M CAT6 bảo vệ kết nối Ethernet, hỗ trợ cả các ứng dụng PoE.

Các đường dây dữ liệu cần được lắp đặt đồng bộ với dây nguồn nhưng đi riêng biệt và vuông góc với giá đỡ mô-đun để giảm thiểu vòng cảm ứng và tương tác giữa cáp nguồn, giá đỡ kim loại của mô-đun và dây dữ liệu. Để bảo vệ tối ưu, cần lắp đặt SPD trong các hộp nối máy phát hoặc inverter chuỗi phi tập trung, đồng thời vỏ cáp phải được nối đất theo tiêu chuẩn EN 50174-2 để hạn chế các xung điện áp gây hư hại hệ thống.
3. Kết luận:
Hệ thống chống sét lan truyền cho hệ thống điện mặt trời áp mái là giải pháp toàn diện và thiết yếu nhằm bảo vệ các thành phần quan trọng trước các tác động của dòng sét và xung điện áp. Với các thiết bị bảo vệ cao cấp từ DHK, đại diện cung cấp của thương hiệu DEHN tại Việt Nam, giải pháp chống sét được thiết kế không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế mà còn tối ưu hóa hiệu suất và tính an toàn cho hệ thống.
Việc triển khai đồng bộ các biện pháp bảo vệ mạch DC, AC và đường tín hiệu, kết hợp với hệ thống tiếp địa được thi công chuẩn mực, không chỉ giúp giảm thiểu thời gian bảo trì và chi phí sửa chữa mà còn đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho hệ thống. Với 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực chống sét DHK mang đến giải pháp đem lại sự an tâm tối đa cho khách hàng, đồng thời góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của nguồn năng lượng xanh.
Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất về các giải pháp phòng chống sét toàn diện.
- Văn phòng Hồ Chí Minh: 21 D3A, KDC Kiến Á, Phước Long B, Thủ Đức, TP HCM.
- Văn phòng Hà Nội: Tòa nhà Resco (B15), Đường Nguyễn Cảnh Dị – Quận Hoàng Mai – Tp. Hà Nội.
- Website: dhk.com.vn
- Hotline: 0985 251 385
- Facebook: Giải pháp và thiết bị Chống sét DHK
- Linkedin: DHK JSC E&S