Trung Tâm Điều Hành
Hệ Thống Điện Mặt Trời Việt Nam

Tấm pin mặt trời thường được lắp ở vị trí cao nhất và trống trải nhất của ngôi nhà, đúng nơi dễ chịu ảnh hưởng của sét và hiện tượng phóng điện khí quyển. Đồng thời, một hệ DC điện áp cao chạy khắp mái tiềm ẩn nguy cơ điện giật nếu có rò rỉ cách điện. Vì vậy, tiếp địa và chống sét không phải là hạng mục tuỳ chọn mà là phần bắt buộc trong một hệ lắp đặt an toàn. Bài viết này giải thích các thành phần cốt lõi và lý do đằng sau chúng.

Tiếp địa thiết bị và liên kết đẳng thế

Mọi phần kim loại không mang điện trong điều kiện bình thường nhưng có thể trở nên có điện khi sự cố, ví dụ khung tấm pin, giá đỡ, vỏ inverter và tủ điện đều phải được nối đất bảo vệ.

Vai trò của tiếp địa thiết bị:

• Nếu dây pha chạm vào khung kim loại, dòng sự cố có đường thoát về đất, giúp thiết bị bảo vệ tác động ngắt điện thay vì để khung "mang điện" chờ người chạm vào.
• Giữ điện thế các phần kim loại ở mức an toàn, giảm nguy cơ điện giật.

Bên cạnh đó là liên kết đẳng thế (bonding) khung giàn: tất cả khung tấm pin và thanh ray phải được liên kết điện với nhau và về hệ tiếp địa. Điều này bảo đảm không tồn tại chênh lệch điện thế nguy hiểm giữa các phần kim loại trên mái, đặc biệt quan trọng khi có xung sét. Nên dùng kẹp liên kết chuyên dụng, vật liệu chống ăn mòn và bảo đảm tiếp xúc điện tốt qua lớp sơn/oxide của nhôm.

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

Sét đánh trực tiếp là hiếm, nhưng sét lan truyền và xung quá áp qua đường dây thì phổ biến hơn nhiều và đủ sức phá hỏng inverter, bộ pin và thiết bị điện tử trong nhà. Giải pháp là lắp thiết bị chống sét lan truyền (SPD) để cắt và dẫn xung quá áp xuống đất.

Một hệ hoàn chỉnh thường cần SPD ở cả hai phía:

• Phía DC: đặt gần inverter, bảo vệ dây DC từ dàn pin trên mái, vốn là đường thu xung dài và cao. SPD phải là loại chuyên dụng cho điện một chiều, đúng cấp điện áp hệ thống.
• Phía AC: đặt tại tủ điện, bảo vệ inverter và tải trong nhà khỏi xung đến từ lưới điện.

Lưu ý khi lắp SPD:

• SPD phải có đường nối đất ngắn, thẳng và tiết diện đủ lớn thì mới thoát xung hiệu quả.
• Kết hợp SPD với thiết bị bảo vệ đi kèm (như cầu chì/CB theo khuyến cáo) để hệ vẫn an toàn khi SPD hết tuổi thọ.
• Kiểm tra định kỳ chỉ thị trạng thái của SPD và thay thế khi báo hỏng.

Cân nhắc về chống sét trực tiếp

Với đa số mái nhà dân dụng, trọng tâm là tiếp địa tốt và SPD. Tuy nhiên, ở khu vực nhiều dông sét, công trình cao hoặc có yêu cầu riêng, cần cân nhắc thêm hệ thống chống sét trực tiếp với kim thu sét và dây thoát sét.

Vài nguyên tắc quan trọng:

• Việc lắp thêm chống sét trực tiếp cho công trình có điện mặt trời cần được đơn vị chuyên môn tính toán vùng bảo vệ và khoảng cách an toàn.
• Cần tránh để dòng sét lớn chạy vòng qua dàn pin; hệ thoát sét và hệ tiếp địa điện phải được phối hợp, liên kết đúng cách để không tạo chênh lệch điện thế nguy hiểm.
• Điện trở nối đất nên đạt mức thấp hợp lý và được đo kiểm nghiệm thu.

Đây là hạng mục kỹ thuật nên giao cho người có chuyên môn, không nên tự cải tạo tuỳ tiện.

Vì sao tiếp địa bảo vệ cả người lẫn thiết bị

Nhiều người xem tiếp địa là thủ tục, nhưng thực chất đây là lớp bảo vệ tính mạng. Khi cách điện của dây hay tấm pin xuống cấp, một hệ tiếp địa tốt bảo đảm dòng rò có đường về đất để thiết bị chống dòng rò/CB ngắt điện kịp thời, thay vì để dòng điện chờ đi qua cơ thể người chạm vào khung kim loại.

Với thiết bị, tiếp địa và SPD phối hợp giúp "san bằng" các xung điện áp, giữ điện áp trên thiết bị trong ngưỡng chịu đựng, nhờ đó kéo dài tuổi thọ inverter và bộ pin, giảm hư hỏng đột ngột.

Kết luận

Tiếp địa và chống sét là bộ đôi bảo vệ không thể thiếu của hệ điện mặt trời mái nhà: tiếp địa thiết bị và liên kết đẳng thế bảo vệ con người khỏi điện giật, còn SPD ở cả phía DC và AC bảo vệ thiết bị khỏi xung quá áp.

Tại AutoSPC, chúng tôi luôn thiết kế hệ tiếp địa và bố trí SPD ngay từ đầu, kèm đo kiểm điện trở nối đất khi nghiệm thu. Lời khuyên thực tế: đừng chờ đến mùa mưa bão mới nghĩ tới chống sét; hãy làm đúng tiếp địa và lắp đủ SPD ngay từ khi thi công, vì đó là khoản đầu tư rẻ nhất so với thiệt hại mà một cú sét có thể gây ra.

Bài liên quan

• Kết cấu khung giá đỡ và chống thấm khi lắp điện mặt trời mái
• Lắp đặt hệ giám sát và cảm biến cho hệ điện mặt trời
• Nghiệm thu hệ pin lưu trữ: cần kiểm tra những gì?

Nội dung mang tính tham khảo kỹ thuật, không thay thế văn bản pháp luật hay tư vấn thiết kế cho công trình cụ thể. Số liệu có ngày cập nhật ở đầu bài; khi chính sách hoặc giá thay đổi, AutoSPC sẽ cập nhật.