Sự cố hỏng hóc hoặc cháy nổ trong hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể xuất phát từ hai nguyên nhân chính: lỗi thiết bị và năng lực lắp đặt yếu kém. Trong đó, hiện tượng phóng điện hồ quang DC được xem là nguyên nhân gốc rễ dẫn đến các sự cố này. Việc hiểu rõ cơ chế của phóng điện hồ quang DC và áp dụng các biện pháp phòng ngừa sẽ giúp giảm thiểu rủi ro cháy nổ và đảm bảo an toàn cho hệ thống.
Phóng điện hồ quang DC là gì?
Hồ quang điện là hiện tượng phóng điện xảy ra trong không khí giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Khi điện áp chênh lệch giữa hai dây dẫn đủ cao, không khí giữa chúng có thể bị ion hóa thành plasma, dẫn đến hiện tượng phóng điện. Nhiệt độ của hồ quang điện có thể cao đến mức làm nóng chảy các vật liệu như thủy tinh, đồng, nhôm, và gây cháy nổ.
Trong hệ thống điện mặt trời, phóng điện hồ quang DC thường xảy ra trong các mạch điện DC cao áp, chạy từ các tấm pin đến bộ Inverter chuỗi. Nếu không được kiểm soát, hiện tượng này có thể dẫn đến cháy nổ tại các điểm đấu nối hoặc thiết bị trong hệ thống.
Nguyên nhân chính gây phóng điện hồ quang DC
1. Lỗi hỏng lớp cách điện giữa các dây dẫn trong hệ thống điện DC. Khi lớp cách điện bị hỏng, hai dây dẫn có thể tiếp xúc với nhau, gây ra phóng điện.
2. Lỗi kết nối giữa các tấm pin với nhau, đặc biệt là tại các đầu nối MC4 hoặc các đầu cosse kém chất lượng, dẫn đến sự cố phóng điện hồ quang.
Các yếu tố gây ra sự cố phóng điện hồ quang DC
- Tác động từ động vật: Chuột, côn trùng hoặc chim có thể làm hỏng các dây cáp điện, gây ra phóng điện.
- Thiên tai: Các hiện tượng như lốc xoáy, gió lớn, mưa đá có thể làm hư hỏng các tấm pin và dây dẫn.
- Lỗi lắp đặt: Những lỗi xảy ra trong quá trình lắp đặt, như khoan xuyên tường hoặc dẫm lên giàn pin, có thể làm hỏng cáp điện và gây ra phóng điện.
- Ngấm nước: Sử dụng phụ kiện kém chất lượng, chẳng hạn như nhựa hoặc gioăng cao su không đạt tiêu chuẩn, có thể dẫn đến ngấm nước và gây hỏng lớp cách điện.
- Tiếp xúc với tia cực tím: Các khớp nối và vỏ nhựa tiếp xúc lâu ngày với ánh sáng mặt trời có thể bị suy yếu, dẫn đến sự cố.
- Độ ẩm tích tụ: Thời tiết nóng ẩm có thể làm tăng độ ẩm trong các thiết bị và phụ kiện, dẫn đến sự cố điện.
- Lắp đặt kém chất lượng: Lựa chọn thiết bị không phù hợp hoặc thi công không đúng tiêu chuẩn dẫn đến sự cố phóng điện hồ quang DC.
- Sử dụng thiết bị kém chất lượng: Các thiết bị không đạt tiêu chuẩn, hoặc có xuất xứ không rõ ràng, dễ gây ra hỏng hóc và cháy nổ.
Biện pháp phòng ngừa sự cố phóng điện hồ quang DC
Để đảm bảo hệ thống điện mặt trời hoạt động an toàn và tránh được các sự cố do phóng điện hồ quang DC, cần tuân thủ các biện pháp phòng ngừa sau:
1. Sử dụng Inverter có tích hợp AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter):
Các dòng String Inverter như Inverter Huawei Smart PV có tích hợp AFCI có khả năng phát hiện và dừng hệ thống ngay khi phát hiện hồ quang điện. Hệ thống này sử dụng AI để phân tích các dấu hiệu phóng điện và có khả năng dừng hoạt động trong vòng 400ms, đạt tiêu chuẩn US UL1699B.
2. Lựa chọn thiết bị chất lượng cao:
Sử dụng thiết bị có nguồn gốc rõ ràng, từ các nhà sản xuất uy tín, đảm bảo các tiêu chuẩn quốc tế như IEC để tránh sử dụng thiết bị kém chất lượng. Đặc biệt là các bộ đầu nối MC4 và dây cáp điện phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn cách điện và chịu được tác động từ môi trường.
3. Lựa chọn đơn vị lắp đặt uy tín:
Đơn vị lắp đặt chuyên nghiệp có kiến thức và kinh nghiệm sẽ đảm bảo hệ thống được lắp đặt đúng cách, kiểm tra kỹ lưỡng và tuân thủ các quy định an toàn. Điều này giúp giảm thiểu các rủi ro phóng điện hồ quang và bảo vệ hệ thống trong suốt quá trình hoạt động.
4. Bố trí Inverter và tủ điện ở nơi an toàn:
Đặt Inverter và bảng điều khiển trung tâm ở nơi thoáng mát, khô ráo, tránh xa các vật dụng dễ cháy. Đảm bảo các tủ điện được bảo vệ bằng các aptomat chuyên dụng và lắp đặt hệ thống chống sét lan truyền.
5. Bảo vệ đầu nối:
Các mối nối và đầu nối cần được bọc kín bằng vật liệu cách điện, và đầu cosse cần được bấm chính xác để tránh hiện tượng phóng điện.
6. Thiết lập hệ thống tiếp địa an toàn:
Hệ thống tiếp địa cần được tách riêng với hệ thống tiếp địa chống sét của tòa nhà để tránh việc dòng sét cao phá hủy các thiết bị như tấm pin và Inverter.
7. Bảo trì và kiểm tra định kỳ:
Thực hiện bảo trì định kỳ hệ thống điện mặt trời để kiểm tra tình trạng các mối nối, cáp điện và thiết bị. Đảm bảo rằng mọi thành phần của hệ thống đều hoạt động tốt và đáp ứng tiêu chuẩn an toàn.
Kết luận
Sự cố phóng điện hồ quang DC là nguyên nhân chính dẫn đến cháy nổ trong các hệ thống năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, với các biện pháp phòng ngừa đúng đắn như lựa chọn thiết bị chất lượng cao, sử dụng Inverter có tích hợp AFCI, và lắp đặt bảo trì hệ thống cẩn thận, bạn có thể đảm bảo hệ thống điện mặt trời hoạt động an toàn trong nhiều năm.
ETM Solar tự hào là đơn vị chuyên cung cấp các giải pháp năng lượng mặt trời an toàn và chất lượng cao. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn các biện pháp phòng ngừa và lắp đặt hệ thống điện mặt trời an toàn, hiệu quả.