Thiết bị chống sét lan truyền SPD là gì? Nguyên lý hoạt động

Trong hệ thống điện mặt trời, giống như hệ thống điện lưới thông thường, việc bảo vệ chống sét rất quan trọng để đảm bảo an toàn và duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống. Thiết bị chống sét lan truyền (SPD – Surge Protective Device) đóng vai trò quan trọng trong việc đấu tranh chống lại nguy cơ từ sét và sự biến đổi điện áp. Bài viết này của Việt Nam Solar sẽ hướng dẫn bạn cách sử dụng thiết bị SPD đúng cách là một yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống điện mặt trời.

Thiết bị chống sét lan truyền SPD là gì?

SPD hoặc Surge Protection Device 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 sử dụng 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.

Trong hệ thống điện mặt trời, thiết bị chống sét đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Nếu không có thiết bị chống sét lan truyền, ngay cả với sự tăng áp nhỏ nhất cũng có thể gây hỏng toàn bộ các thiết bị điện tử được cung cấp năng lượng từ các tấm pin mặt trời. Do đó, SPD là một thiết bị không thể thiếu trong mọi hệ thống năng lượng mặt trời.

Các loại thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

Trong các ứng dụng năng lượng mặt trời hiện nay, hệ thống chống sét lan truyền (SPD) được chia thành ba loại như sau:

• SPD loại 1: SPD loại này được thiết kế để xả ngược dòng năng lượng. Thiết bị hoạt động bằng cách truyền lan sóng điện xuống đất và sau đó đưa năng lượng trở lại đường dây cấp điện. Điều này giúp giảm thiểu tác động của các sự cố điện áp cao trên hệ thống.
• SPD loại 2: Đây là thiết bị bảo vệ cho các thiết bị điện hạ thế, nhằm ngăn ngừa sự lan truyền của quá áp và bảo vệ các tải tiêu thụ. SPD loại 2 thường được lắp đặt tại các điểm cung cấp điện trong hệ thống để đảm bảo an toàn và ổn định cho các thiết bị điện tử.
• SPD loại 3: Loại này có dung lượng xả thấp hơn. Thường được sử dụng như một bổ sung cho SPD loại 2 và lắp đặt gần các tải nhạy cảm. Chúng giúp giảm thiểu sự tác động của các tác nhân gây nhiễu điện, nhưng không thể bảo vệ tốt như SPD loại 2.

Việc sử dụng các loại SPD khác nhau trong hệ thống năng lượng mặt trời tùy thuộc vào yêu cầu bảo vệ và tính chất của các thiết bị điện tử trong hệ thống. Sự kết hợp các loại SPD khác nhau có thể cung cấp một mức bảo vệ toàn diện và đáng tin cậy cho hệ thống điện mặt trời.

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

Trong hệ thống điện mặt trời, tấm pin năng lượng mặt trời thường được lắp đặt ngoài trời, tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài và chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt như mưa, bão, nắng và gió. Trong số các yếu tố này, sét có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất và an toàn của hệ thống điện mặt trời.

Khi một tia sét đánh xuống đất, nó mang theo một lượng năng lượng lớn, gây ảnh hưởng đến điện trường trên mặt đất. Nếu không có thiết bị chống sét lan truyền, hệ thống điện mặt trời có thể gặp các vấn đề sau:

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

Do đó, để ngăn ngừa những nguy cơ này, hệ thống năng lượng mặt trời thường được trang bị thiết bị chống sét lan truyền (SPD) để bảo vệ các hệ thống điện và thiết bị điện tử. Thiết bị này hoạt động bằng cách chuyển hướng hoặc hạn chế dòng điện đột biến do sét sinh ra, giúp đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống.

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 cơ chế công tắc nhanh với trở kháng cao trong trạng thái bình thường và trở kháng thấp khi được kích hoạt bởi xung điện áp.

Khi xảy ra xung điện áp đột ngột (quá áp), SPD sẽ tức thì chuyển sang trạng thái trở kháng thấp, dẫn dòng điện tăng đột ngột qua nó và xả năng lượng xuống đất. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi nguy cơ hư hại và hỏng hóc.

Sau khi hiện tượng xung điện áp kết thúc, SPD sẽ tự động chuyển trở lại trạng thái trở kháng cao và không ảnh hưởng đến dòng điện bình thường của hệ thống.

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

Trong một hệ thống điện mặt trời, tấm pin mặt trời tạo ra điện một chiều (DC) và sau đó điện này được chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) thông qua biến tần năng lượng mặt trời để cung cấp cho các thiết bị điện. Tuy nhiên, biến tần là một thiết bị rất nhạy cảm với sét đánh và có giá thành cao, vì vậy việc sử dụng các thiết bị chống sét là vô cùng quan trọng.

Hãy tưởng tượng tác động của sét đến hệ thống điện mặt trời như sau: Nếu sét đánh vào điểm A, tấm pin mặt trời và biến tần đều có thể bị hư hỏng. Trong khi đó, nếu sét đánh vào điểm B, chỉ có thể làm hỏng biến tần. Do đó, để bảo vệ cả phần nguồn AC và DC khỏi tác động của sét, cần có cả thiết bị chống sét SPD DC và SPD AC tích hợp trong hệ thống điện mặt trời.

Trong bất kỳ hệ thống nào, SPD nên được lắp đặt trên cả mạng lưới điện DC và AC của hệ thống năng lượng mặt trời để bảo vệ các mạch điện quan trọng. Số lượng thiết bị chống sét cần được lắp đặt phụ thuộc vào khoảng cách giữa tấm pin và biến tần trong hệ thống năng lượng mặt trời.

Nếu chiều dài cáp DC giữa các tấm pin mặt trời và biến tần dưới 10m, thì nên lắp một thiết bị chống sét gần biến tần, hộp nối PV hoặc gần tấm pin mặt trời hơn. Nếu chiều dài cáp DC lớn hơn 10m, thì cần lắp thêm thiết bị chống sét ở cả đầu biến tần và đầu các tấm pin mặt trời.

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

Khi lựa chọn SPD DC (thiết bị chống sét cho điện một chiều), không chỉ quan tâm đến số lượng, mà còn cần lưu ý các yếu tố sau:

• Xác định nguồn điện cần bảo vệ: Xác định liệu SPD DC sẽ được sử dụng để bảo vệ điện DC từ các tấm pin mặt trời hay từ bộ lưu điện. Điều này sẽ giúp chọn được SPD DC phù hợp.
• Dòng xung đột tối đa: Xác định dòng điện tăng đột ngột tối đa mà SPD DC cần chịu đựng để bảo vệ các thiết bị khi xảy ra sự cố. Điều này giúp đảm bảo rằng SPD DC có khả năng xử lý các tác động sét mạnh 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 cần được bảo vệ. Việc chọn SPD DC với điện áp định mức phù hợp là quan trọng để đảm bảo sự tương thích và hiệu quả trong hoạt động của hệ thống.
• Tuân thủ tiêu chuẩn: Đảm bảo rằng SPD DC đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả liên quan. Việc sử dụng các thiết bị chống sét tuân thủ các tiêu chuẩn sẽ đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất của hệ thống.

Đối với SPD AC (bộ chống sét cho điện xoay chiều), cũng cần lưu ý các yếu tố sau:

• Dòng xung tối đa: Xác định dòng xung tối đa mà SPD AC cần chịu đựng. Điều này đảm bảo rằng SPD AC có khả năng xử lý các sự cố liên quan đến tác động sét và đảm bảo bảo vệ hiệu quả cho hệ thống điện xoay chiều.
• Điện áp định mức: Chọn SPD AC với điện áp định mức phù hợp với điện áp của hệ thống điện xoay chiều mà bạn muốn bảo vệ. Điều này giúp đảm bảo tính tương thích và hiệu quả của SPD AC trong môi trường hoạt động.
• Tuân thủ tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả: Đảm bảo rằng SPD AC tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả tương tự như SPD DC. Việc sử dụng các thiết bị chống sét tuân thủ các tiêu chuẩn đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống điện xoay chiều.

Lời kết

Việc lựa chọn và cài đặt đúng số lượng SPD cần thiết, cùng với việc đảm bảo chúng tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn, sẽ giúp tăng cường độ tin cậy và hiệu quả hoạt động của hệ thống điện mặt trời. Vì vậy, khi xây dựng hệ thống điện mặt trời, hãy đảm bảo chú trọng đến việc sử dụng SPD và tuân thủ các quy định liên quan để đảm bảo an toàn và bền vững cho hệ thống của bạn.

Mọi chi tiết xin liên hệ:

• CÔNG TY TNHH VIỆT NAM SOLAR
  
• MST: 0315209693
  
• Địa chỉ: 56A Hồ Bá Phấn, Khu phố 4, Phường Phước Long A, TP. Thủ Đức, TP.HCM
  
• Trung tâm bảo hành: 188 Đông Hưng Thuận 41, Phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP.HCM
  
• Kho chứa hàng: Lô B14-15 Đường số 2, KCN Hải Sơn, Xã Đức Hòa Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An
  
• Hotline: 0981.982.979 – 088.60.60.660
  
• Email: lienhe@vietnamsolar.vn
  
• Website: https://demo.vietnamsolar.vn