SPD – Thiết bị chống sét lan truyền trong hệ thống điện mặt trời

Hệ thống điện mặt trời đang trở thành một giải pháp quan trọng để cung cấp điện cho các hộ gia đình và doanh nghiệp. Tuy nhiên, cũng như bất kỳ hệ thống điện khác, hệ thống điện mặt trời cũng phải đối diện với nguy cơ bị sét đánh dẫn đến hư hỏng. Đó là lúc thiết bị chống sét lan truyền SPD trở nên cực kỳ quan trọng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá về thiết bị chống sét lan truyền SPD. Và lý do tại sao nó lại đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện mặt trời.

SPD là gì?

SPD viết đầy đủ là Surge Protection Device hay còn được gọi là thiết bị chống sét lan truyền. Đây là thành phần quan trọng trong hệ thống điện. Chúng được thiết kế để bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện tử khỏi các tình huống điện áp tăng đột ngột. Bao gồm sét đánh, quá áp, và nhiễu điện. SPD đóng vai trò như một vòng bảo vệ đứng giữa nguồn cung cấp điện và các thiết bị. Giúp hấp thụ và điều hướng các dòng điện cao áp đến đất một cách an toàn. Điều này giúp tránh được vấn đề hỏng hóc, thiệt hại và nguy hiểm do sấm sét gây ra. 

Trong hệ thống điện mặt trời, thiết bị chống sét lan truyền đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Thực tế, chúng là một phần không thể thiếu. Nếu thiếu SPD, ngay cả một biến đổi điện áp nhỏ cũng có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Khi có sấm sét đánh trúng khu vực gần hệ thống điện mặt trời của bạn. Nếu không có SPD để định hướng và xử lý dòng điện cao áp này. Toàn bộ các thiết bị trong hệ thống điện mặt trời có thể bị hỏng. Do đó, vai trò của thiết bị chống sét lan truyền trong hệ thống điện mặt trời là vô cùng quan trọng. Chúng là lớp bảo vệ cuối cùng, đảm bảo rằng hệ thống hoạt động ổn định và duy trì sự an toàn cần thiết.

Các loại thiết bị chống sét lan truyền

Thiết bị chống sét lan truyền được chia thành 3 loại chính, bao gồm:

• SPD loại 1: SPD loại này được thiết kế với tính năng xả ngược dòng năng lượng. Cách hoạt động của thiết bị này dựa trên nguyên lý truyền sóng điện xuống đất trước, sau đó quay ngược trở lại đường dây cấp điện. Đây là loại thiết bị chống sét lan truyền chủ yếu dùng để đối phó với các đợt sét đánh mạnh. Và hiệu quả trong việc ngăn chặn sự xâm nhập của năng lượng từ sét vào hệ thống.
• SPD loại 2: Loại này là thiết bị bảo vệ cho các thiết bị điện hạ thế. Giúp ngăn ngừa sự lan truyền của quá áp trong hệ thống và bảo vệ các thiết bị tiêu thụ. Thiết bị chống sét lan truyền loại 2 thường được đặt ở các điểm cấp điện cận tải tiêu thụ. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và an toàn của hệ thống.
• SPD loại 3: Đây là loại thiết bị chống sét lan truyền có dung lượng xả thấp. Do đó chúng thường được lắp đặt bổ sung cho SPD loại 2. Chúng thường được đặt gần các thiết bị điện nhạy cảm trong hệ thống. Để có thể bảo vệ và giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc do nhiễu điện.

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

Do phải lắp đặt ngoài trời để có thể hấp thu ánh sáng mặt trời, các tâm pin phải đối mặt với mọi điều kiện khắc nghiệt. Bao gồm mưa, bão, nắng chói, gió mạnh và nhiều yếu tố khác. Tuy nhiên, sấm sét được xem là một trong những yếu tố tác động nhiều nhất đến hiệu suất và sự an toàn của hệ thống điện mặt trời.

Khi tia sét đánh xuống, chúng kèm theo một lượng năng lượng lớn và tác động lên điện trường trên bề mặt đất. Trong tình huống này, nếu thiết bị chống sét lan truyền không được lắp đặt. Hệ thống điện mặt trời có thể đối mặt với các tình huống sau đây:

Phá hủy trực tiếp các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà. Điều nay có thể gây ra nguy hiểm như nổ và cháy pin năng lượng mặt trời.

Tạo ra các xung điện áp đột biến, lan truyền qua các đường dây cấp điện. Từ đó gây hỏng hóc và thiệt hại cho các thiết bị trong hệ thống. Thậm chí tình huống này còn gây ra nguy cơ cháy nổ.

Vì vậy, việc tích hợp thiết bị chống sét lan truyền là một phần quan trọng để đảm bảo hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả. Đồng thời hệ thống còn được bảo vệ khỏi những thiệt hại tiềm ẩn mà sấm sét có thể gây ra.

Nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền 

Để đảm bảo sự bảo vệ cho hệ thống điện và các thiết bị điện tử, SPD sử dụng cơ chế hoạt động thông minh. Điều này bao gồm việc sử dụng một công tắc có trở kháng cao trong điều kiện điện áp bình thường. Và thay đổi sang trở kháng thấp khi quá áp xuất hiện đột ngột.

Khi quá áp xuất hiện đột ngột, thiết bị chống sét lan truyền sẽ thực hiện hai chức năng quan trọng. Trước hết, nó dẫn dòng điện tăng đột ngột qua mình, đồng thời xả năng lượng này xuống đất. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi nguy cơ hỏng hóc và hư hại do xung điện áp đột ngột này.

Sau khi xung điện áp đã kết thúc, thiết bị chống sét làn truyền sẽ tự động đặt lại trạng thái trở kháng cao. Điều này đồng nghĩa với việc nó không tác động đến dòng điện bình thường. Đảm bảo sự an toàn và duy trì hiệu suất ổn định cho hệ thống điện mặt trời.

Cần bao nhiêu thiết bị chống sét lan truyền cho hệ thống năng lượng mặt trời?

Trong hệ thống điện mặt trời, các tấm pin hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC). Sau đó, dòng điện này được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) thông qua biến tần năng lượng mặt trời. Để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện hoạt động.

Tuy nhiên, biến tần là thiết bị có giá trị rất lớn và vô cùng nhạy cảm đối với sấm sét. Chính vì vậy, việc tích hợp thiết bị chống sét là điều cần thiết để bảo vệ biến tần khỏi nguy cơ hỏng hóc và thiệt hại do sét đánh.

Trong mọi hệ thống, việc lắp đặt thiết bị chống sét vô cùng cần thiết. SPD nên được đặt trên toàn bộ mạng lưới điện cả ở dạng điện áp một chiều (DC) và xoay chiều (AC). Điều này giúp bảo vệ các mạch điện quan trọng. Số lượng SPD cần lắp đặt sẽ phụ thuộc vào khoảng cách giữa các tấm pin năng lượng mặt trời và biến tần năng lượng mặt trời. Cũng như đặc điểm cụ thể của từng hệ thống.

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

Đối với thiết bị chống sét lan truyền cho điện một chiều

Xác định nguồn điện cần bảo vệ: Đầu tiên, bạn cần xác định nguồn điện cần bảo vệ. Bao gồm việc xác định liệu bạn muốn bảo vệ nguồn điện DC từ các tấm pin mặt trời hay từ bộ lưu điện. Thông qua đó, bạn sẽ có cơ sở để lựa chọn SPD DC thích 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 trong trường hợp xảy ra sự cố. Điều này đặc biệt quan trọng để đảm bảo rằng SPD có khả năng xử lý các tình huống đột ngột như sét đánh mà hệ thống có thể gặp phải.

Điện áp định mức: Đảm bảo rằng điện áp định mức của SPD DC phù hợp với điện áp của hệ thống điện và các thiết bị mà bạn muốn bảo vệ. Sự tương thích của điện áp là yếu tố quan trọng để đảm bảo SPD hoạt động đúng cách.

Tiêu chuẩn liên quan: Kiểm tra xem SPD có đáp ứng các tiêu chuẩn liên quan về an toàn và hiệu quả không. Điều này đảm bảo rằng bạn sử dụng một sản phẩm chất lượng và đáp ứng các yêu cầu cần thiết cho hệ thống điện mặt trời của bạn.

Đối với thiết bị chống sét lan truyền cho điện xoay chiều

Dòng xung tối đa: Đầu tiên, cần xác định dòng xung tối đa mà SPD AC cần phải chịu đựng. Điều này giúp đảm bảo rằng SPD có khả năng xử lý các xung điện áp đột ngột mà hệ thống có thể phải đối mặt.

Điện áp định mức: Chọn một SPD AC có điện áp định mức phù hợp với điện áp của hệ thống điện xoay chiều mà bạn muốn bảo vệ. Sự tương thích về điện áp là quan trọng để đảm bảo SPD hoạt động hiệu quả và an toàn.

Đảm bảo tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả: Hãy đảm bảo rằng SPD AC tuân theo các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả tương tự như SPD DC. 

Các bạn vừa cùng EMPower tìm hiểu về SPD thiết bị chống sét lan truyền cho hệ thống điện mặt trời. Để đảm bảo hiệu suất và an toàn của hệ thống. Chúng ta cần có những biện pháp để chống lại tác động tiêu cực của sấm sét lên hệ thống điện mặt trời của minh.