Kể từ khi hệ thống phát điện quang điện ra đời, tai nạn hỏa hoạn do các nhà máy quang điện gây ra đã thỉnh thoảng xảy ra trên khắp thế giới. Trong bối cảnh đó, việc tắt nhanh chóng-ở cấp độ mô-đun quang điện đã được ngày càng nhiều người hiểu và đánh giá cao...
Tắt nhanh năng lượng mặt trời của các hệ thống quang điện, như tên cho thấy, là tắt nhanh kết nối giữa mỗi mô-đun quang điện. Khái niệm này được đề xuất bởi Bộ luật Điện Quốc gia (NEC) của Hoa Kỳ. Ngay từ năm 2014, tiêu chuẩn "Giải pháp tự tắt- cấp mô-đun" NEC2014 690.12 đã được ban hành, đưa ra các yêu cầu về việc tắt nhanh hệ thống quang điện.
Trong phiên bản 2017 của NEC690.12, các yêu cầu nghiêm ngặt đã được đưa ra cho việc tắt nhanh này - với khoảng cách 305mm đến ma trận quang điện làm ranh giới, trong vòng 30 giây sau khi thiết bị tắt nhanh được kích hoạt, điện áp ngoài phạm vi ranh giới giảm xuống dưới 30V và điện áp trong phạm vi ranh giới giảm xuống dưới 80V, nghĩa là cần phải đạt được "tắt cấp mô-đun-". Trong phiên bản tiêu chuẩn mới nhất năm 2020, thuật ngữ "tắt máy nhanh" được sửa đổi và mở rộng hơn nữa, đồng thời đề xuất "hệ thống kiểm soát nguy cơ PV". Tiêu chuẩn mới yêu cầu hệ thống PV phải có "hệ thống kiểm soát rủi ro PV" để làm cho hệ thống PV ở trạng thái có thể kiểm soát được trong các tình huống quan trọng. Nói cách khác, bạn có thể sử dụng "hệ thống kiểm soát nguy hiểm PV" để tắt{12}ở mức thành phần và trong vòng 30 giây sau khi bắt đầu tắt nhanh, điện áp trong phạm vi ranh giới sẽ giảm xuống dưới 80V.
Nguyên lý của mô-đun quang điện-Tắt nhanh theo cấp độ
Chế độ hoạt động của mô-đun quang điện-tắt nhanh cấp độ
Nguyên lý tắt máy nhanh ở cấp độ mô-đun quang điện chủ yếu bao gồm hai khía cạnh: phương pháp tắt máy và nguyên lý tắt máy.
Có hai cách chính để tắt nhanh mô-đun quang điện ở cấp độ: tắt cơ học và tắt điện.
1. Tắt máy: Tắt cơ học là ngắt kết nối mô-đun quang điện khỏi mạch thông qua một thiết bị cơ khí để dừng nguồn điện đầu ra của tấm pin mặt trời. Các phương pháp tắt cơ học phổ biến bao gồm công tắc, công tắc dao và cầu dao. Ưu điểm của việc tắt cơ học là cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao, nhưng hoạt động tương đối chậm và cần có sự can thiệp thủ công.
2. Ngắt điện: Ngắt điện là ngắt kết nối mô-đun quang điện khỏi mạch thông qua các bộ phận điện để dừng nguồn điện đầu ra của tấm pin mặt trời. Các phương pháp tắt điện phổ biến bao gồm rơle, thyristor và bóng bán dẫn điện. Ưu điểm của việc tắt điện là tốc độ hoạt động nhanh và độ chính xác cao nhưng cần có nguồn điện bên ngoài và điều khiển mạch.Nguyên tắc tắt máyNguyên lý tắt nhanh ở cấp độ mô-đun quang điện chủ yếu bao gồm hai phương pháp: tắt điện áp và tắt dòng điện.
1. Tắt điện áp: Tắt điện áp là tự động ngắt kết nối mô-đun quang điện khỏi mạch bằng cách đo điện áp đầu ra của mô-đun quang điện. Khi điện áp vượt quá giá trị cài đặt, mô-đun quang điện sẽ tự động ngắt khỏi mạch. Phương pháp này có thể ngăn ngừa hiệu quả hư hỏng mô-đun quang điện do điện áp quá cao. Chìa khóa để tắt điện áp là theo dõi điện áp và so sánh nó với giá trị đã đặt. Khi điện áp vượt quá giá trị cài đặt, nó sẽ bị tắt bằng phương tiện điện hoặc cơ khí.
2. Tắt dòng điện: Tắt dòng điện là để đo dòng điện đầu ra của mô-đun quang điện. Khi dòng điện vượt quá giá trị cài đặt, mô-đun quang điện sẽ tự động ngắt khỏi mạch. Phương pháp này có thể ngăn ngừa hiệu quả hư hỏng nhiệt hoặc dòng chảy ngược đến mô-đun quang điện do dòng điện quá mức. Chìa khóa để tắt dòng điện là theo dõi dòng điện và so sánh nó với giá trị đã đặt. Khi dòng điện vượt quá giá trị cài đặt, nó sẽ bị tắt bằng phương tiện điện hoặc cơ khí.
Ngoài việc tắt điện áp và tắt dòng điện, cả hai cũng có thể được kết hợp để tắt liên kết. Ví dụ: khi điện áp đầu ra của mô-đun quang điện vượt quá giá trị cài đặt hoặc dòng điện đầu ra vượt quá giá trị cài đặt, thao tác tắt máy được thực hiện đồng thời để bảo vệ mô-đun quang điện hiệu quả hơn.
Tắt nhanh ở cấp độ mô-đun quang điện-là ngắt kết nối mô-đun quang điện khỏi mạch bằng phương tiện cơ hoặc điện để dừng nguồn điện đầu ra của bảng năng lượng mặt trời. Các phương pháp tắt máy bao gồm tắt máy và tắt điện, và nguyên tắc tắt máy bao gồm tắt điện áp và tắt dòng điện. Việc áp dụng các phương pháp và nguyên tắc tắt máy này có thể bảo vệ hiệu quả các mô-đun quang điện, kéo dài tuổi thọ sử dụng của chúng và đảm bảo hệ thống quang điện hoạt động an toàn và ổn định.
Tại sao việc tắt nhanh các mô-đun quang điện lại quan trọng đến vậy?
Có nhiều nguyên nhân gây cháy ở các nhà máy quang điện. Các thiết bị có nguy cơ cháy nổ cao nhất bao gồm bộ biến tần, hộp nối, dây cáp và mô-đun. Miễn là hệ thống điện thì có nguy cơ cháy nổ do dòng điện. Ngoài ra, với sự tiến bộ của công nghệ quang điện, mức công suất và điện áp hiện tại của các sản phẩm quang điện không ngừng được cải thiện. Hệ thống quang điện đã được nâng cấp từ thiết kế ban đầu 600V lên 1000V và gần đây đã nâng cấp dần lên 1500V. Điện áp cao hơn có nhiều khả năng gây ra hỏa hoạn. Hỏa hoạn tại các nhà máy điện quang điện đặt ra thách thức lớn cho lực lượng cứu hỏa. Sau khi xảy ra hỏa hoạn trong hệ thống, điện áp cao hàng trăm, thậm chí hàng nghìn volt vẫn sẽ được tạo ra. Nếu lính cứu hỏa lao tới giải cứu, tính mạng của họ sẽ bị đe dọa. Với chức năng tắt nhanh ở cấp mô-đun, lính cứu hỏa có thể nhanh chóng cắt kết nối giữa các mô-đun và giải cứu trạm điện.
Phần kết luận
Mặc dù vẫn khó thúc đẩy đầy đủ việc lắp đặt các thiết bị tắt nhanh cấp thành phần ở hầu hết các nơi trên thế giới do một loạt yếu tố như chi phí, nhưng phải nói rằng việc tắt nhanh cấp thành phần-là một chức năng rất quan trọng đối với sự an toàn của các nhà máy quang điện. Tôi tin rằng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, việc phổ biến và thực hiện các quy định an toàn cũng như nhận thức về an toàn dần được nâng cao, công nghệ này sẽ ngày càng được sử dụng nhiều hơn để bảo vệ nhiều nhà máy điện hơn.
