Tầm quan trọng của thiết kế tiếp địa cho hệ thống điện mặt trời hộ gia đình
Nội dung
Thiết kế tiếp địa ( nối đất )của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời quy mô nhỏ tại hộ gia đình là mắt xích cốt lõi để đảm bảo vận hành an toàn và tuân thủ.
Tầm quan trọng của nó cần được hiểu sâu sắc từ các khía cạnh của thông số kỹ thuật, bảo vệ an toàn và triển khai kỹ thuật.
Theo “. Quy định Kỹ thuật về Kết nối Hệ thống Phát điện Mặt trời Quy mô Nhỏ tại Hộ gia đình vào Lưới điện”. Của Tổng Công ty Lưới điện Quốc gia, thiết kế tiếp địa liên quan phải tuân thủ nghiêm ngặt “. Thông số Thiết kế Tiếp địa cho Hệ thống Điện AC”. (GB 50065) và “.
Thông số Thiết kế Chống Sét cho Tòa nhà”. (GB 50057). ( tiêu chuẩn của Trung Quốc)

Cụ thể, khung hợp kim nhôm của mô-đun quang điện cần được kết nối chắc chắn với giá đỡ thông qua một lỗ tiếp địa chuyên dụng.
Ví dụ, các nhà sản xuất như Canadian Solar khuyến nghị sử dụng đai ốc răng cưa để xuyên qua lớp oxit của khung để đảm bảo điện trở tiếp xúc nhỏ hơn 30mΩ.
Trong khi các thiết bị lưu trữ năng lượng như tủ pin và biến tần cần được nối đất độc lập và điện trở nối đất phải được kiểm soát trong phạm vi 4Ω và hệ thống nối đất chống sét cần được kết nối để tạo thành đường dẫn điện thống nhất thông qua kết nối đẳng thế.
Xét về rủi ro an toàn, các hệ thống không được nối đất đúng cách tiềm ẩn nhiều nguy cơ tiềm ẩn. Các mô-đun quang điện sẽ tiếp tục tạo ra điện nhờ ánh sáng mặt trời khi mất điện.
Nếu khung kim loại không được nối đất, nhân viên vận hành và bảo trì có thể tiếp xúc với điện áp một chiều lên đến hàng trăm vôn khi chạm vào, gây ra nguy cơ điện giật trực tiếp.
Trong giông bão, điện tích cảm ứng sẽ tích tụ trên bề mặt các bộ phận kim loại. Do thiếu đường dẫn phóng điện hiệu quả, một mạch phóng điện có thể hình thành qua cơ thể người hoặc thiết bị, gây ra tai nạn an toàn.
Trong quá trình vận hành thiết bị, việc nối đất kém sẽ khiến biến tần thường xuyên phát hiện dòng rò bất thường hoặc giảm trở kháng cách điện, kích hoạt quá trình ngắt bảo vệ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát điện của hệ thống.
Đồng thời, bộ chống sét lan truyền (SPD) không thể hoạt động bình thường do thiếu đường dẫn tiếp đất, và dòng sét có thể xâm nhập vào thiết bị dọc theo đường dây, gây hư hỏng vĩnh viễn cho các bộ phận cốt lõi như biến tần và bộ pin.
Ngoài ra, liên kết tiếp nhận lưới điện sẽ kiểm tra nghiêm ngặt việc tuân thủ hệ thống tiếp địa. Các dự án không đáp ứng tiêu chuẩn sẽ không thể vượt qua quá trình đánh giá kết nối lưới điện và có thể phát sinh tranh chấp về trách nhiệm tai nạn do lỗi nối đất.
Hệ thống tiếp địa phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu quy trình nghiêm ngặt
Việc triển khai kỹ thuật của hệ thống tiếp địa phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu quy trình nghiêm ngặt.
Một hệ thống tiếp địa hoàn chỉnh bao gồm tiếp địa làm việc, tiếp địa bảo vệ và tiếp địa chống sét: điện trở tiếp địa điểm trung tính của biến tần không được vượt quá 4Ω và tiếp địa bảo vệ của vỏ kim loại của thiết bị phải đáp ứng cùng tiêu chuẩn.
Điện trở của thân tiếp địa chống sét được đặt độc lập phải ≤10Ω.
Nếu dùng chung với các hệ thống tiếp địa khác, phải kiểm soát trong phạm vi 4Ω để đảm bảo hiệu suất phóng điện. Về lựa chọn vật liệu, thân tiếp địa tốt nhất nên sử dụng ống thép mạ kẽm nhúng nóng có đường kính 50mm và độ dày thành ≥3,5mm. Độ sâu chôn không được nhỏ hơn 0,5m.
Ở những khu vực có điện trở suất đất cao, có thể tối ưu hóa hiệu quả tiếp địa bằng cách bổ sung các chất giảm điện trở; Dây tiếp địa khung linh kiện phải sử dụng dây đồng có tiết diện ≥4mm², và tiết diện dây tiếp địa chính của thiết bị phải ≥10mm² để đáp ứng yêu cầu dẫn dòng.
Trong quá trình thi công, tất cả các bộ phận kim loại như giá đỡ, máng cáp, hộp phân phối, v.v. phải tạo thành mạng lưới đẳng thế thông qua dây nối.
Đặc biệt, trong môi trường sương muối ven biển, phải sử dụng đầu nối bằng thép không gỉ, và phải xử lý chống ăn mòn thứ cấp cho các bộ phận hàn để đảm bảo hệ thống tiếp địa hoạt động lâu dài và đáng tin cậy.
Thực tiễn ngành và các trường hợp điển hình đã khẳng định đầy đủ tính cần thiết của thiết kế nối đất.
Các nhà sản xuất thiết bị chính thống như Huawei và Sungrow đã nêu rõ trong tài liệu kỹ thuật của họ rằng việc không kết nối đúng dây nối đất bảo vệ sẽ dẫn đến lỗi giao tiếp thiết bị, lỗi kết nối lưới điện và thậm chí có thể ảnh hưởng đến các điều khoản dịch vụ bảo hành.
Một dự án hộ gia đình ở khu vực ven biển không được nối đất theo thông số kỹ thuật, và bo mạch chủ biến tần đã bị cháy ba lần do sét đánh trong vòng hai năm vận hành, với chi phí bảo trì tích lũy lên tới 30% khoản đầu tư ban đầu.
Dữ liệu vận hành và bảo trì cho thấy tỷ lệ hỏng hóc của hệ thống có nối đất tiêu chuẩn thấp hơn khoảng 70% so với hệ thống không nối đất, và nó có thể tránh hiệu quả vấn đề lão hóa nhanh của bộ pin do mất cân bằng tiềm ẩn.
Có thể thấy rằng thiết kế nối đất của hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện quy mô nhỏ trong hộ gia đình không phải là một liên kết tùy chọn.
Mà đòi hỏi một đội ngũ thợ điện có trình độ chuyên môn để hoàn thành các bước kỹ thuật cần thiết về thiết kế sơ đồ và nghiệm thu thi công theo tiêu chuẩn quốc gia.
Chỉ bằng cách này mới có thể đảm bảo chắc chắn cho hoạt động an toàn lâu dài và kết nối lưới điện ổn định của hệ thống.
