Thiết bị chống sét lan truyền SPD trong điện năng lượng mặt trời

Cũng giống như điện lưới thông thường, điện mặt trời cũng có nguy cơ gặp rủi ro nếu không được trang bị các thiết bị bảo vệ cần thiết. Trong đó, thiết bị chống sét lan truyền chính là một thành phần không thể thiếu, giúp bảo vệ hệ thống điện mặt trời và các thiết bị được ghép nối khỏi nguy cơ chập cháy, hỏng hóc, gây mất an toàn. Vậy cụ thể vai trò của chống sét lan truyền là gì? Cách SPD hoạt động ra sao? Và nên chọn các thiết bị SPD như thế nào? Cùng SUNEMIT tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau nhé!

SPD là gì?

SPD hay thiết bị chống sét lan truyền là viết tắt của cụm từ Surge Protection Device, có nghĩa là thiết bị bảo vệ đột biến điện (điện áp tăng đột ngột). SPD được dùng để bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện tử khỏi những ảnh hưởng của các hiện tượng sét đánh, quá áp hay nhiễu điện.

Đối với hệ thống điện mặt trời, thiết bị chống sét có vai trò đặc biệt quan trọng. Bởi nếu không có thiết bị chống sét lan truyền thì ngay cả với sự tăng áp nhỏ nhất cũng có thể làm hỏng toàn bộ những thiết bị điện tử được cung cấp năng lượng từ các tấm pin mặt trời. Do đó, SPD là thiết bị cần có trong mọi hệ thống năng lượng mặt trời.

Các loại thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

Hiện nay trong các ứng dụng năng lượng mặt trời, hệ thống chống sét lan truyền SPD được chia thành 3 loại như sau:

• SPD loại 1: SPD loại này có tính năng xả ngược dòng năng lượng. Thiết bị làm việc theo nguyên lý truyền làn sóng điện xuống đất rồi quay ngược lại đường dây cấp điện.
• SPD loại 2: Là thiết bị bảo vệ cho các thiết bị điện hạ thế, giúp ngăn ngừa sự lan truyền quá áp và bảo vệ cho các tải tiêu thụ.
• SPD loại 3: Là loại có dung lượng xả thấp. Do đó, chúng thường được lắp đặt bổ sung cho SPD loại 2 và lắp ở gần các tải nhạy cảm.

Vì sao cần thiết bị SPD trong hệ thống điện mặt trời?

Ở hệ thống điện mặt trời, các tấm pin năng lượng mặt trời luôn được lắp đặt ngoài trời. Điều này khiến chúng phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, với các điều kiện khắc nghiệt như mưa, bão, nắng, gió. Trong đó, sét là yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất và sự an toàn của hệ thống điện mặt trời.

Khi tia sét đánh xuống đất, chúng mang theo một nguồn năng lượng lớn làm ảnh hưởng đến điện trường trên mặt đất. Khi đó, nếu không có thiết bị chống sét lan truyền, hệ thống điện mặt trời có thể gặp các trường hợp sau:

• Phá hủy trực tiếp các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà (gây nổ và cháy pin).
• Tạo ra các xung điện áp đột biến lan truyền trên các đường dây, từ đó làm hư hỏng các thành phần nhạy cảm trong hệ thống.

Vì vậy để ngăn ngừa những nguy cơ này, SPD thường được trang bị trên hệ thống năng lượng mặt trời để bảo vệ các hệ thống điện và các thiết bị điện tử. Thiết bị hoạt động với cơ chế chuyển hướng hoặc hạn chế dòng điện đột biến sinh ra từ sét.

» Xem thêm: Điện năng lượng mặt trời có an toàn? Sấm sét có nguy hiểm?

Cách SPD hoạt động để bảo vệ an toàn cho hệ thống điện

Để bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện tử, SPD sử dụng một công tắc nhanh có trở kháng cao khi điện áp ở trạng thái bình thường và trở kháng thấp khi được kích hoạt bởi xung điện áp.

Khi có xung điện áp (quá áp xuất hiện đột ngột), thì tủ chống sét lan truyền SPD sẽ dẫn dòng điện tăng đột ngột qua mình và xả năng lượng xuống đất, từ đó bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi nguy cơ hư hại và hỏng hóc.

Sau khi hết hiện tượng xung điện áp, SPD sẽ tự động đặt lại trạng thái trở kháng cao và không gây tác động đến dòng điện bình thường.

Cần bao nhiêu SPD cho hệ thống năng lượng mặt trời?

Trong một hệ thống điện mặt trời, các tấm pin mặt trời tạo ra nguồn điện một chiều (DC), sau đó nguồn điện này sẽ được chuyển đến biến tần năng lượng mặt trời để tạo thành dòng AC cung cấp cho các thiết bị điện. Tuy nhiên, biến tần là một thiết bị vô cùng nhạy cảm với sét đánh và có giá thành không hề rẻ nên chúng luôn cần thiết bị chống sét bảo vệ.

Bạn có thể hình dung tác động của sét đến hệ thống điện mặt trời trong hình sau:

Nếu sét đánh vào điểm A thì tấm pin năng lượng mặt trời và biến tần có khả năng bị hỏng. Còn nếu sét đánh vào điểm B thì sẽ chỉ làm hỏng biến tần. Do đó, để bảo vệ cả hai phía AC và DC khỏi bị sét đánh thì cần có cả SPD DC và SPD AC tích hợp trên hệ thống điện mặt trời.

Đối với bất kỳ hệ thống nào, SPD cũng nên được lắp đặt trên khắp mạng lưới điện DC và AC của hệ thống năng lượng mặt trời để bảo vệ các mạch điện quan trọng. Và tổng số lượng SPD cần lắp sẽ phụ thuộc vào khoảng cách giữa các tấm pin và biến tần năng lượng mặt trời.

• Nếu chiều dài cáp DC giữa các tấm pin mặt trời và biến tần dưới 10m, thì nên lắp 1 SPD ở gần biến tần, hộp nối PV hoặc gần các tấm pin mặt trời hơn.
• Nếu chiều dài cáp DC lớn hơn 10m, thì cần có thêm SPD ở cả đầu biến tần và đầu các tấm pin mặt trời.

Những lưu ý khi chọn SPD cho hệ thống điện mặt trời

Không chỉ quan tâm đến số lượng SPD cần lắp, bạn còn phải lưu ý một số yếu tố khi lựa chọn SPD DC và SPD AC như sau:

+ Đối với SPD DC (thiết bị chống sét lan truyền cho điện một chiều)

• Xác định nguồn điện muốn bảo vệ: Xác định điện DC từ các tấm pin mặt trời hay từ bộ lưu điện để chọn SPD DC phù hợp.
• Dòng xung đột tối đa: Xác định dòng điện tăng đột ngột tối đa mà SPD DC phải chịu đựng để bảo vệ các thiết bị khi xảy ra sự cố.
• Điện áp định mức: Điện áp định mức của SPD DC phải phù hợp với điện áp của hệ thống điện và các thiết bị bạn muốn bảo vệ.
• Tiêu chuẩn liên quan: Đảm bảo SPD đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn và hiệu quả.

+ Đối với SPD AC (bộ chống sét lan truyền cho điện xoay chiều)

• Dòng xung tối đa: Xác định dòng xung tối đa mà SPD AC cần phải chịu đựng.
• Điện áp định mức: Chọn SPD AC có điện áp định mức phù hợp với điện áp của hệ thống điện xoay chiều mà bạn muốn bảo vệ.
• Đảm bảo tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả tương tự như SPD DC.

Như vậy với những lưu ý kể trên, để chọn được thiết bị chống sét lan truyền phù hợp, phát huy tốt được hiệu quả thì đòi hỏi bạn phải có kiến thức tốt về điện. Do đó, nếu chưa thực sự am hiểu về lĩnh vực này, hãy nhờ đến các chuyên gia hoặc kỹ sư điện mặt trời SUNEMIT để lựa chọn và lắp đặt SPD đúng cách, đáp ứng được yêu cầu chống sét đề ra.

Để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất khi muốn lắp đặt hệ thống điện mặt trời, bạn có thể liên hệ tới:

ĐIỆN MẶT TRỜI SUNEMIT – CAM KẾT UY TÍN & CHẤT LƯỢNG

• Hotline: 0946868498 – 0943968848
• Website: https://sunemit.com
• Facebook: https://facebook.com/sunemit
• Văn phòng miền Bắc: Tầng 12, tòa nhà Tech 181 Nguyễn Lương Bằng, Đống Đa, Hà Nội.
• Văn phòng miền Nam: KĐT Saigon Pearl, 92 Nguyễn Hữu Cảnh, quận Bình Thạnh, TP.HCM

Phạm Hân

Với niềm đam mê về nguồn năng lượng tái tạo và những kiến thức thu thập được trong ngành điện mặt trời, tôi – chuyên viên marketing tại SUNEMIT  – Công ty hàng đầu tại Việt Nam về cung cấp các giải pháp thiết kế lắp đặt điện mặt trời hi vọng sẽ đem đến cho độc giả những thông tin hữu ích nhất, hỗ trợ khách hàng lựa chọn hệ thống điện mặt trời tối ưu, phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình.