BESS (Battery Energy Storage System) trái tim của hệ sinh thái năng lượng tái tạo, nhưng cũng chính là “điểm yếu chí mạng” khi đối mặt với sét và xung điện. Một tia sét đánh gần hoặc xung quá áp từ lưới điện có thể làm hỏng inverter, PCS, pin lithium-ion – gây thiệt hại hàng triệu USD.
Hình ảnh: Hệ thống BESS – lưu trữ năng lượng bằng container pin lithium-ion
1. BESS là gì và tại sao quan trọng ?
1.1. BESS (Battery Energy Storage System)
là hệ thống lưu trữ năng lượng pin dung lượng lớn, sử dụng pin lithium-ion (hoặc các loại khác như vanadium redox, chì-axit). BESS cho phép tích trữ năng lượng từ nhiều nguồn (như điện mặt trời, điện gió) và xả ra khi cần, giúp cân bằng lưới, tăng độ ổn định và cung cấp điện dự phòng.
1.2. Cấu trúc cơ bản của hệ thống BESS
- Battery Pack: tập hợp nhiều module pin lithium-ion.
- BMS (Battery Management System): giám sát điện áp, nhiệt độ, trạng thái sạc; bảo vệ pin.
- PCS (Power Conversion System): chuyển đổi AC thành DC, kết nối lưới điện.
- EMS (Energy Management System): điều khiển sạc/xả, giám sát từ xa qua SCADA.
- Hệ thống an toàn: làm mát, PCCC, bảo vệ ngắn mạch.
👉 Xem chi tiết Pin lithium-ion trong BESS có nguy cơ gì khi bị sét đánh?
1.3. Ứng dụng thực tế của BESS
Hình ảnh: Hệ thống lưu trữ năng lượng trong công nghiệp
- Điện tái tạo : lưu trữ năng lượng, xả khi lưới thiếu tải.
- Trạm sạc EV: giảm tải cho lưới giờ cao điểm, đảm bảo sạc nhanh.
- Data Center & bệnh viện: nguồn điện dự phòng quy mô lớn.
- Khu đô thị, sân bay, nhà máy: duy trì cung cấp điện liên tục, tránh downtime sản xuất.
👉 Xem thêm thiết bị chống sét lan truyền: Tại đây
2. Nguyên nhân hệ thống BESS dễ tổn thương trước sét & xung điện?
2.1. Linh kiện nhạy cảm
- PCS, inverter, BMS đều sử dụng linh kiện bán dẫn tinh vi, chịu điện áp thấp, dễ hỏng.
- Một cú sét có thể tạo xung quá điện áp, vượt xa khả năng chịu đựng của hệ thống.
2.2. Đường xâm nhập của sét
- Đường AC: sét từ lưới điện truyền ngược vào PCS/Inverter.
- Đường DC: xung cảm ứng trên dây nối pin hoặc Solar Farm.
- Đường tín hiệu/điều khiển: RS485, Ethernet, SCADA; xung điện làm hỏng hệ thống giám sát.
👉 Chi tiết tại Tác động của sét và quá điện áp đến hệ thống lưu trữ điện năng BESS
3. Rủi ro thực tế khi BESS thiếu thiết bị chống sét lan truyền – SPD
Thiếu thiết bị chống sét lan truyền – SPD dẫn đến nhiều rủi ro nghiêm trọng:
- Hư hỏng thiết bị: PCS, inverter, BMS có thể cháy ngay lập tức.
- Giảm tuổi thọ pin: Nhiều xung nhỏ lặp lại làm cell pin chai 20–30%.
- Nguy cơ cháy nổ: Pin lithium-ion dễ thermal runaway, nhiều vụ sự đã được ghi nhận .
- Downtime & thiệt hại tài chính: Solar farm, trạm EV, Data Center gián đoạn; mỗi phút downtime Data Center ~5.600 USD.
4. Giải pháp chống sét lan truyền bảo vệ BESS
4.1. SPD là gì?
SPD (Surge Protective Device) là lá chắn điện tử, dẫn dòng xung điện áp cao xuống đất, bảo vệ PCS, inverter, BMS khỏi hư hỏng.
Nguyên lý Hoạt động: Khi xuất hiện xung quá áp, SPD dẫn dòng xuống đất, cô lập xung, bảo vệ các linh kiện nhạy cảm.
👉 Xem chi tiết SPD là gì? Vai trò của SPD trong bảo vệ hệ thống ion trữ năng lượng
4.2. Vị trí lắp đặt SPD trong BESS
- AC Side: bảo vệ PCS/Inverter khỏi sét từ lưới.
- DC Side: bảo vệ chuỗi pin và Solar Farm khỏi xung cảm ứng.
- Đường tín hiệu: bảo vệ BMS, EMS và SCADA.
👉 Xem thêm: Giải pháp bảo vệ cho hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo – BESS tại đây
5. Các tiêu chuẩn quốc tế về SPD cho hệ thống lưu trữ năng lượng
- IEC 61643 Series: Tiêu chuẩn quốc tế cơ bản về SPD cho các hệ thống điện và viễn thông.
- UL 1449: Tiêu chuẩn về SPD được áp dụng rộng rãi tại thị trường Mỹ, tập trung vào độ an toàn và hiệu suất của thiết bị.
- IEC 62933: Tiêu chuẩn quan trọng về an toàn và tính năng của các hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS), bao gồm cả yêu cầu bảo vệ chống sét.
6. Case study: Sự cố sét gây hỏng hệ thống BESS và bài học thực tế
- Nhiều vụ cháy BESS do sét đã được ghi nhận tại Hàn Quốc 2018–2019.
- Thiệt hại lên tới hàng triệu USD, downtime kéo dài.
- Bài học: SPD là bắt buộc để bảo vệ toàn diện BESS.
👉 Xem chi tiết Case study sự cố sét & bài học thực tế tại đây.
7. Vì sao chọn DHK cho để bảo vệ chống sét BESS – Hệ thống lưu trữ năng lượng?
Công ty Cổ phần Giải pháp và Thiết bị DHK (DHK JSC E&S) tiên phong trong lĩnh vực giải pháp và thiết bị bảo vệ hệ thống chống sét và an toàn điện tại Việt Nam. Với hơn 20 năm kinh nghiệm, DHK là đối tác tin cậy của nhiều dự án: solar farm, trạm EV, Data Center, khu công nghiệp, bệnh viện.
Hình ảnh: Công ty Cổ phần Giải pháp và thiết bị DHK
Dịch vụ trọn gói của DHK:
- Khảo sát rủi ro sét cho từng dự án, đánh giá mật độ sét và khả năng lan truyền.
- Thiết kế sơ đồ SPD chuyên biệt cho BESS, đúng vị trí, đúng cấp bảo vệ.
- Cung cấp SPD chất lượng cao, nhập khẩu chính hãng, đạt chuẩn IEC/UL.
- Lắp đặt, bảo trì & kiểm định định kỳ.
Lợi ích khi chọn DHK:
- Kinh nghiệm thực tiễn: hơn 20 năm tư vấn & triển khai cho hàng trăm công trình.
- Tuân thủ chuẩn quốc tế: IEC, TCVN, NFPA.
- Bảo vệ toàn diện: kéo dài tuổi thọ pin lithium-ion, hạn chế cháy nổ, giảm downtime.
- Đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp: khảo sát, thiết kế, lắp đặt, giám sát dài hạn.
