Các hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái quy mô lớn, nhỏ mang lại nhiều giá trị cả về mặt kinh tế lẫn bảo vệ môi trường, điện năng lượng mặt trời giúp giảm mức độ tiêu thụ điện năng có nguồn gốc thủy điện, nhiệt điện và có vòng đời kéo dài. 

Hiện nay, ở nước ta, chi phí để lắp đặt một hệ thống điện năng lượng mặt trời tùy vào quy mô mà có thể dao động từ vài chục triệu đến vài trăm triệu, đây là một số tiền không hề nhỏ để có được nguồn năng lượng lâu dài, chính vì thế việc kéo dài tối đa vòng đời sử dụng của một hệ thống điện năng lượng mặt trời cũng là một vấn đề nan giải. 

Ngoài việc lựa chọn chất lượng của thiết bị, chất lượng lắp đặt của các đơn vị thi công thì việc bảo vệ cho hệ thống điện năng lượng mặt trời khỏi các tác động từ thiên nhiên, trong đó có sấm sét là hết sức quan trọng, vì tác động từ sấm sét có thể đem lại nhiều thiệt hại to lớn không chỉ về kinh tế mà cả con người. Nếu không có hệ thống chống sét trực tiếp, sấm sét tác động vào các hệ thống điện mặt trời áp mái có thể ảnh hưởng tới toàn bộ hệ thống điện bên trong kết cấu.

Việt Nam nằm trong khu vực tâm giông của Châu Á, đây cũng là một trong ba tâm dông lớn nhất thế giới. Thống kê ở Việt Nam mỗi năm có 2 triệu cú sét đánh xuống. Số sét này không rải đều vào các tháng trong năm mà tập trung vào tháng 4, 5 qua mùa hè đến giai đoạn chuyển tiếp mùa hè sang mùa thu. (Theo dan tri).

Giải pháp chống sét trực tiếp nào cho hệ thống điện mặt trời áp mái?

1. Hệ thống chống sét trực tiếp có khoảng cách ly S (Separation distance):

Cấu trúc hệ thống có khoảng cách ly S giúp cách ly hoàn toàn giữa hệ thống chống sét trực tiếp với hệ thống pin và các thiết bị bên trong kết cấu. Mục tiêu chính của kiểu cấu trúc hệ thống này là tránh thiệt hại về con người và tài sản bên trong kết cấu đến từ cú sét đánh trực tiếp dựa vào khoảng cách ly.

Điều quan trọng là các thành phần trong hệ thống chống sét trực tiếp phải có một khoảng cách ly S phù hợp với tất cả  thành phần của tấm pin (PV: Photovoltaic) bao gồm hệ thống cáp nguồn và tấm pin, tuy nhiên vẫn phải đảm bảo khả năng bảo vệ bằng cách thiết kế, lựa chọn S sao cho các tấm pin và hệ thống tuy không được tiếp xúc trực tiếp với nhau nhưng tấm pin vẫn nằm trong vùng bảo vệ (Protected Volume) của hệ thống chống sét trực tiếp.

Trong hệ thống này, các liên kết đẳng thế giữa tấm pin, giá lắp đặt tấm pin (PV mounting systems) từ bên ngoài vào chỉ yêu cầu các dây dẫn có tiết diện không quá lớn (từ 6 mm2). Vùng bảo vệ (Protected Volume) của hệ thống được tạo thành từ việc sắp xếp phân bổ các kim thu sét (Air-Termination Rods).

Việc xác định khoảng cách ly S và vùng bảo vệ (Protected Volume) của hệ thống kim thu sét có thể dựa trên 2 phương pháp: Phương pháp bảo vệ theo góc (Angle method) và phương pháp quả cầu lăn (Rolling sphere method) theo IEC 62305-3. Có thể hình dung nhanh về 2 phương pháp này trong Hình 2.

Xem thêm bài viết Khoảng cách ly là gì?

Đối với phương pháp bảo vệ góc yêu cầu các tấm pin phải nằm trong góc bảo vệ α của kim thu sét.

Tuy nhiên phương pháp bảo vệ theo góc chỉ áp dụng được với những công trình có kết cấu bề mặt mái đơn giản, với những công trình có kết cấu mái phức tạp thì lựa chọn phương pháp quả cầu lăn là thích hợp hơn. Theo IEC 52305-3:2010 phương pháp quả cầu lăn là phù hợp với mọi trường hợp, có thể coi phương pháp bảo vệ theo góc là một trường hợp của phương pháp tổng quát quả cầu lăn.

Trong trường hợp bảo vệ cho các tấm pin đang xét tới, phương pháp quả cầu lăn và bảo vệ theo góc đều mang lại kết quả như nhau về khoảng cách ly S, ngoài ra kết quả của phương pháp quả cầu lăn cũng đồng thời thỏa mãn điều kiện về góc bảo vệ như phương pháp bảo vệ theo góc.

Phương pháp quả cầu lăn linh động hơn khi có thể lựa chọn cấp độ bảo vệ (LPL: Lightning protection level) từ I đến IV tùy vào rủi ro được đánh giá (Risk management) hoặc yêu cầu từ khách hàng dựa vào việc thay đổi bán kính quả cầu một cách đơn giản

2. Giải pháp sử dụng sản phẩm cáp HVI của DEHN cho hệ thống điện mặt trời áp mái:

Cáp HVI là một sản phẩm của DEHN với ưu điểm duy trì được khoảng cách ly (Separation distance) S (theo tiêu chuẩn IEC 62305-3) một cách hiệu quả dựa vào khả năng cách điện áp cao với các bộ phận mang điện.

Cáp HVI với những ưu điểm duy trì khoảng cách ly S ≤ 45cm trong không khí hoặc S ≤ 90cm trong vật liệu xây dựng rắn,  có dải nhiệt độ hoạt động lớn nhất từ -30 đến 70oC, cáp HVI cũng đáp ứng các yêu cầu theo DIM IEC/TS 62561-8 (VDE V 0185-561-8) là giải pháp tối ưu cho dây thoát sét (Down conductor) lắp đặt cùng với hệ thống kim thu sét bảo vệ cho hệ thống pin năng lượng mặt trời áp mái.

3. Hệ thống chống sét trực tiếp không có khoảng cách ly S:

Với những kết cấu, công trình khi lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời có hệ thống tấm pin được lắp đặt trên hệ thống giá đỡ kim loại và các tấm pin đóng vai trò như một mái nhà thì việc tạo ra khoảng cách ly (Separation distance) là khó hoặc không thể thực hiện. Trong trường hợp này cần đảm bảo liên kết đẳng thế giữa tất cả các thành phần kim loại của hệ thống chống sét trực tiếp và các tấm pin, hệ thống giá đỡ (PV mounting systems).

Khác với hệ thống chống sét trực tiếp có khoảng cách ly S, trường hợp này yêu cầu các loại cáp duy trì liên kết đẳng thế có tiết diện từ lớn hơn (từ 16 mm2) nhằm đảm bảo việc chịu đựng và mang được các dòng sét từ cú sét đánh trực tiếp đi xuống đất.

Xem thêm bài viết Chống sét lan truyền cho điện năng lượng mặt trời áp

Kết luận: 

Giải pháp của DHK với vật tư chống sét trực tiếp từ DEHN mang lại một hệ thống bảo vệ toàn diện, hoàn hảo cho công trình điện mặt trời áp mái. Đặc biệt, các sản phẩm chống sét trực tiếp của DEHN được thiết kế và sản xuất để đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn quốc tế IEC 62305 và tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9888, giúp đảm bảo hiệu quả bảo vệ tối ưu và tuân thủ các yêu cầu an toàn khắt khe.

Các vật tư chống sét trực tiếp như kim thu sét, dây tiếp địa, và các phụ kiện kết nối của DEHN không chỉ giúp dẫn dòng sét một cách an toàn mà còn ngăn chặn những tác động nguy hiểm của sét đối với các thiết bị điện trong hệ thống.

Khi kết hợp hệ thống chống sét trực tiếp với hệ thống chống sét lan truyền, bạn sẽ có một cơ chế bảo vệ hoàn chỉnh, giúp tối ưu hóa khả năng bảo vệ cho công trình, giảm thiểu rủi ro cháy nổ hay hư hỏng do sét đánh trực tiếp. Việc lựa chọn vật tư chất lượng và đạt chuẩn của DEHN không chỉ bảo vệ tài sản và con người mà còn gia tăng độ bền cho hệ thống điện mặt trời, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả trong suốt thời gian dài.

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