Thời gian vừa qua, rất nhiều hệ thống điện mặt trời mái nhà phát sinh sự cố cháy tấm pin gây thiệt hại về tài sản. Hãy cùng SAVINA tìm hiểu nguyên nhân và các giải pháp phòng ngừa để đảm bảo cho hệ thống hoạt động được hiểu quả, tin cậy.
Những sự cố thường gặp trong hệ thống điện mặt trời
Cháy tấm pin năng lượng mặt trời (cháy do hồ quang, do cách điện thấp hộp đấu nối sau tấm pin, do hotpot), dẫn đến cháy hệ khung và các thiết bị liên quan khác.
Hư hỏng Biến tần điện năng lượng mặt trời do sét đánh; Do côn trùng vào bên trong gây ngắn mạch nội bộ.
Cháy cục bộ tấm pin: Do điểm hotpot không được phát hiện, để lâu ngày phát nhiệt và gây cháy.
Do shading (che bóng một phần tấm pin, một phần chuỗi string): Gây giảm sản lượng hệ thống và có thể gây phát nhiệt tâm pin nếu tấm pin không được trang bị diode bypass.
Sự cố cháy pin năng lượng mặt trời
Nguyên nhân dẫn đến các sự cố
Do chất lượng thiết bị
- Tấm pin không được thử nghiệm điển hình chứng nhận bởi cơ quan thử nghiệm độc lập, không vượt qua được các bài thử nghiệm về phòng cháy chữa cháy, không có các chức năng như Anti PID, chống muối biển.
- Một số nhà sản xuất tiết kiệm chi phí, không trang bị các diode bypass (diode này trong trong họp Junction box).
- Inverter không có bảo vệ chống sét lan truyền và bảo vệ ngắn mạch đầu vào/đầu ra.
Do lỗi thiết kế
- Thiết kế không tối ưu, không đánh giá shading (che bóng) cho toàn bộ các tháng trong năm có thể dẫn đến một vài tháng các tấm pin bị che bóng một phần.
- Phân chia các chuỗi tấm pin không phù hợp về điện áp.
- Lựa chọn điện áp làm việc không phù hợp.
- Hệ thống chống sét không bảo vệ được toàn bộ tấm pin; Hệ thống bảo vệ điện trang bị không đủ tính năng.
- Bố trí tấm pin trên những mái bị võng, làm cho tấm pin bị ứng suất nội bộ.
Do lỗi thi công
Thi công không đúng biện pháp, không tuân thủ các chỉ dẫn của nhà sản xuất, không sử dụng thiết bị, công cụ dụng cụ thi công phù hợp dẫn đến lỗi.
Do lỗi vận hành và bảo trì
- Bất kỳ hệ thống nào cũng phải được vận hành và bảo trì thích hợp. Việc không đánh giá, kiểm tra, sửa chữa những khiếm khuyết nhỏ, lâu dần gây ra sự cố lớn.
- Không tuân thủ chỉ dẫn nhà sản xuất trong quá trình vệ sinh tấm pin, sử dụng các thiết bị vệ sinh và dung dịch vệ sinh không đảm bảo, không đúng cách.
Giải pháp khắc phục cho các sự cố trong hệ thống điện mặt trời
Lựa chọn sản phẩm chất lượng
Lựa chọn tấm pin đạt tiêu chuẩn PCCC: Rất nhiều nhà đầu tư khi mua tấm pin thường chỉ quan tâm đến công suất và hiệu suất mà quên đi nhiều tiêu chuẩn khác liên quan đến tấm pin năng lượng mặt trời, cụ thể:
Trích: Tấm pin RECOM 650 half-Cut
Hãy đảm bảo tấm pin năng lượng mặt trời đạt được tiêu chuẩn UL790 – Tiêu chuẩn chống cháy cho các thiết bị áp mái có khả năng tiếp xúc với nguồn lửa từ bên ngoài.
Chỉ cần kiểm tra trên datasheet để biết được tấm pin có tuân theo chuẩn UL790 hay không. Đa số tấm pin xuất xứ từ Trung Quốc đều không thực hiện các thử nghiệm liên quan đến chống cháy.
Lựa chọn tiết diện cáp điện và các loại jack MC4 phù hợp và chất lượng tốt kèm theo tuân thủ các biện pháp thi công theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất. Việc này sẽ đảm bảo điện trở tiếp xúc giữa cáp điện và jack MC4 nhỏ, không phát sinh nhiệt hay tuột cáp trong quá trình vận hành.
Lựa chọn Biến tần điện năng lượng mặt trời: Loại có các chức năng bảo vệ cơ bản như chống sét lan truyền cả hai phía AC và DC, có chức năng Anti PID và PID recovery
Kiểm tra lại hiện trạng hệ thống điện mặt trời
- Bố trí lại cáp DC, hạn chế để cáp tiếp xúc trực tiếp trên các bề mặt dẫn điện như mái tôn, thanh chống thép;
- Chia cáp DC+ và DC- thành từng bó và tách rời nhau giữa DC và AC.
- Đảm bảo cáp không chịu lực kéo do tự trọng;
- Loại bỏ shading (che bóng) trên bề mặt tấm pin; Trong trường hợp vẫn không thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng che bóng một số tấm pin thì có thể tách những tấm pin này và kết nối riêng đến microinverter.
- Bổ sung Aptomat DC kèm chống sét làn truyền Type 2 cho các chuỗi tấm pin;
- Bổ sung chống sét lan truyền bảo vệ chuỗi tấm pin.
Thực hiện thử nghiệm để xác định những nguy có có thể dẫn đến hư hỏng hệ thống điện mặt trời – phòng ngừa chủ động
Những thử nghiệm cần thiết phải thực hiện định kỳ 06 tháng /lần:
- Đo điện trở tiếp xúc các mối nối;
- Đo cách điện các chuỗi tấm pin;
- Đo cách điện cáp AC;
- Chống sét van hạ áp;
- Đo điện trở nối đất an toàn và nối đất chống sét;
- Đo I-V chuỗi tấm pin nhằm kiểm tra đặc tính I-V và các thông số của tấm pin có bị suy hao so với công bố của Nhà sản xuất;
- Quét nhiệt để dò tìm điểm hotpot.
Quét nhiệt tìm các vị trí hotpot
Các thử nghiệm này được thực hiện bởi đội ngũ kỹ sư có kinh nghiệm và thiết bị máy móc chuyên dụng và quy trình thử nghiệm được chuẩn hóa theo TCNV.
Trang bị thêm trạm thời tiết (đo bức xạ, nhiệt độ)
Hầu hết các dự án quy mô nhỏ đều bỏ qua thiết bị rất quan trọng này. Chúng ta sẽ không thể đánh giá hệ thống phát điện đạt hiệu suất (PR) được bao nhiêu, PR có ổn định hay thay đổi. Thông thường PR sẽ thay đổi theo mùa và theo năm do suy giảm hiệu suất của tấm PV, những thay đổi này không đáng kể.
Biểu đồ PR giám sát thời gian thực theo tuần
Với những hệ thống tốt (về hướng, chất lượng pin, điều kiện môi trường) thì PR có thể trên 84%, những hệ thống có PR trung bình thường ở mức 80%. Đo lường được PR sẽ có thể kiểm soát và vận hành hệ thống tối ưu nhất cũng như lập lịch vệ sinh, kiểm tra định kỳ một cách khoa học.
ABB Weather Station VSN800
Cách xử lý hệ thống điện mặt trời mái nhà khi bị phóng điện hồ quang
Khi bị phóng điện hồ quang, sử dụng các bình cứu hỏa thông thường không mang lại hiệu quả, hồ quang vẫn duy trì và rất khó dập lửa. Bên cạnh đó, khi xuất hiện hồ quang, nhiệt độ phần khung của mái cũng tăng cao dẫn đến khả năng chịu lực giảm, có thể sập bất cứ lúc nào, do vậy đưa người lên mái xử lý cháy có thể gây mất an toàn thêm. Một số bước khuyến nghị thực hiện khi có xuất hiện sự cố cháy tấm pin năng lượng mặt trời:
- Báo cáo ngay lực lượng PCCC gần nhất;
- Cô lập các Inverter (cắt Aptomat AC);
- Cắt Aptomat DC chuỗi tấm pin (cô lập nguồn gây hồ quang) – thiết kế bố trí các Aptomat này rất quan trọng!
- Sử dụng bình cứu hỏa PCCC chống cháy lan.
Với đa số nhiều người, nhiều nhà đầu tư, hệ thống điện mặt trời khá đơn giản từ khâu thiết kế đến lựa chọn thiết bị, lắp đặt và vận hành. Tuy nhiên tuổi thọ của hệ thống là 20 năm, làm cách nào để giảm chi phí thay thế thiết bị, sửa chữa khắc phục sự cố, kiểm soát được hiệu suất phát điện hay có những biện pháp kiểm tra, phòng ngừa tránh những sự cố đáng tiếc thì không phải Nhà đầu tư nào cũng nắm.
Bài viết này không tập trung đến khía cạnh phân tích chuyên môn chuyên sâu về hệ thống điện mặt trời, với từng từ khóa có thể dễ dàng tìm kiếm nhiều thông tin liên quan trên mạng internet để tham khảo và kiểm chứng những thông tin SAVINA nêu ra ở đây. Mục đích bài viết này nhằm tổng kết những kinh nghiệm và đề xuất những phương án cho lựa chọn thiết bị cho Dự án mới và giải pháp vận hành, bảo dưỡng cho Dự án đã đi vào vận hành (đặc biệt là điện mặt trời mái nhà) được hiệu quả và an toàn nhất. Mỗi đồng chi phí tiết kiệm là mỗi đồng lợi nhuận mang lại từ Dự án!
