Ngắn mạch pin mặt trời: Xảy ra như thế nào và cách phòng ngừa

Hầu hết các lỗi dây ở cấp độ chuỗi đều dẫn đến trạng thái ngắn mạch của các tấm pin trong chuỗi. Điều này có thể xảy ra nếu một cầu chì chuỗi bị bung hoặc nếu một đầu nối dọc chuỗi bị thiếu. Tuy nhiên, các tấm pin đã được đấu nối cũng có thể xảy ra tình trạng ngắn mạch, điều này đáng quan tâm hơn về độ tin cậy lâu dài của tấm pin cũng như an toàn của công trình.

Có thể phân biệt một cách đơn giản các chuỗi có bị hở và ngắn mạch bằng cách sử dụng quét ảnh nhiệt bằng máy bay trên không  (Hình 1). Khi hở mạch, không có dòng điện đi qua các chuỗi, các tấm pin tiêu tán năng lượng tạo ra dưới dạng nhiệt một cách đồng đều. Ngược lại, khi ngắn mạch, dòng điện sẽ chạy qua và có điện trở nhỏ nhất. Sự thay đổi điện trở bên trong của tế bào quang điện từ tấm pin này sang tấm pin khác và trong một tấm pindẫn tới việc gia nhiệt không đồng đều, tạo ra các đốm nhiệt sáng.

Hình 1 - Ảnh nhiệt hồng ngoại trên không – ( điểm nóng màu vàng) của một phần công trình với hai chuỗi có tấm pin ở trạng thái hở mạch (quá nhiệt đồng đều) và hai chuỗi có tấm pin trong trạng thái ngắn mạch (quá nhiệt không đồng đều, các đốm sáng xuất hiện).

Một chuỗi có thể gặp tình trạng ngắn mạch do dây bị đấu nối ngược tại Combiner box. Hình 2 đưa ra một hình ảnh ví dụ về sự cố an toàn do lỗi này.

Hình 2 - Ảnh của Combiner box tại chuỗi bị lỗi. Dây bị đấu sai và dán nhãn sai (dây thứ 3 từ dưới bên phải là đầu âm chứ không phải đầu dương của chuỗi, dẫn đến việc cầu chì bị phóng điện khi các kỹ thuật viên mở combiner box để kiểm tra)

Một ví dụ khác cho việc các tấm pin có thể bị nối sai dây thành ngắn mạch là do lỗi kết nối giữa tấm pin với tấm pin. Hình 3 đưa ra một ví dụ, trong đó các thiết bị đầu cuối của tấm pin bị lỗi kết nối sai với các tấm pin khác trong một chuỗi qua một hệ khung. Điều này dẫn tới một nửa chuỗi bị hở mạch mà nửa còn lại bị ngắn mạch.

Hình 3 - Ảnh nhiệt hồng ngoại trên không (điểm nóng vàng) trong đó một nửa chuỗi ở trạng thái hở mạch (trên cùng bên trái) và nửa còn lại bị ngắn mạch (trên cùng bên phải) do lỗi kết nối tấm pin với tấm pin. Một chuỗi ngừng hoạt động (dưới cùng bên phải) là độ dài đầy đủ của một chuỗi tại dự án này.

Hiện tượng ngắn mạch thường phát sinh trong quá trình lắp đặt dự án hơn là trong các hoạt động vận hành và bảo dưỡng thông thường. Một quy trình vận hành chặt chẽ, bao gồm việc kiểm tra, giám sát sẽ phát hiện được các sự cố đồng thời tối đa hóa việc sản xuất năng lượng tại dự án, và quan trọng hơn là giảm thiểu rủi ro an toàn từ những bước đầu.

Gabe cho biết: “Với kinh nghiệm là một Nhà thầu EPC và điều hành nhà máy với hơn 1,2GW, chúng tôi nhận thấy rằng ảnh hồng ngoại trên không đặc biệt hữu ích trong việc chẩn đoán sự cố ở các địa điểm có mô-đun màng mỏng, nơi nhiều dây thường được nối với nhau bằng các đầu nối”. Cantor, Giám đốc của Plant Architechture & New Technology tại Strata. “Những lỗi cấp DC này rất nguy hiểm và có thể khó chẩn đoán bằng các phương pháp khác. Các cầu chì hoặc đầu nối bị lỗi trong các đầu nối này có thể không thể thấy được khi giám sát hiệu suất combiner box và thậm chí có thể bị bỏ sót khi kiểm tra điện áp và dòng điện DC trong combiner box ”.

Tại Genergy, chúng tôi cung cấp dịch vụ quét ảnh nhiệt toàn bộ Nhà máy Điện mặt trời, Điện mặt trời mái nhà quy mô công nghiệp và hộ gia đình. Xem thêm các thông tin dịch vụ quét ảnh nhiệt để phát hiện điểm quát nhiệt của dự án tại đây.

Trang Ngo