Những Cân Nhắc Chính Khi Lựa Chọn Công Tắc Cách Ly DC Trong Các Dự Án Năng Lượng Mặt Trời

Hãy tưởng tượng một tình huống trong đó một hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng bốc cháy, nhưng lính cứu hỏa đến hiện trường và phát hiện ra rằng họ không thể cắt nguồn điện một cách an toàn. Đây không phải là một cơn ác mộng giả định—các sự cố gần đây ở Úc đã phơi bày những lỗ hổng chết người trong an toàn quang điện (PV), đặc biệt liên quan đến các bộ cách ly DC không đạt tiêu chuẩn hoặc được lắp đặt không đúng cách. Hội đồng Năng lượng Sạch Úc (CEC) đã đình chỉ chứng nhận cho một số thương hiệu sau các vụ cháy trên mái nhà liên quan đến các thiết bị này. Những sự cố này nhấn mạnh rằng các bộ cách ly DC không chỉ là những công tắc đơn giản; chúng đóng vai trò là phao cứu sinh của hệ thống PV, có khả năng ngắt dòng điện một chiều (DC) nguy hiểm một cách an toàn trong quá trình bảo trì, trường hợp khẩn cấp hoặc hỏa hoạn.

Bộ cách ly DC, hay công tắc ngắt DC, là một thiết bị chuyển mạch cơ học được thiết kế để cách ly phía DC của hệ thống năng lượng mặt trời. Chức năng chính của nó là ngắt kết nối giữa các tấm pin mặt trời và bộ biến tần trong quá trình bảo dưỡng hoặc khủng hoảng, đảm bảo an toàn cho nhân viên. Không giống như các bộ cách ly dòng điện xoay chiều (AC), các bộ cách ly DC phải đối mặt với những thách thức độc đáo:

• Chống hồ quang: DC thiếu các điểm giao nhau bằng không tự nhiên của dòng điện xoay chiều, khiến việc dập tắt hồ quang trở nên khó khăn hơn đáng kể.
• Thông số kỹ thuật cao hơn: Yêu cầu khoảng cách tiếp xúc lớn hơn và vật liệu chuyên dụng để ngắt dòng điện an toàn.
• Rủi ro về an toàn: Thay thế các bộ cách ly AC bằng các mẫu DC có thể gây ra quá nhiệt, hỏa hoạn hoặc hỏng hóc thảm khốc.

Việc cách ly DC là không thể thương lượng vì ba lý do quan trọng:

• An toàn bảo trì: Cho phép các kỹ thuật viên làm việc trên bộ biến tần hoặc hộp tổ hợp mà không có điện áp DC trực tiếp.
• Tắt khẩn cấp: Cho phép những người ứng cứu đầu tiên ngắt điện hệ thống trong trường hợp hỏa hoạn hoặc tai nạn.
• Tuân thủ quy định: Được quy định bởi các tiêu chuẩn quốc tế (IEC, AS/NZS, UL) ở mức mô-đun, chuỗi hoặc đầu vào bộ biến tần.

Nếu không có bộ cách ly DC đáng tin cậy, các hệ thống PV trên mái nhà sẽ gây ra các mối nguy hiểm về điện và hỏa hoạn nghiêm trọng.

• Bộ cách ly DC kín: Vỏ được xếp hạng IP65 trở lên bảo vệ khỏi bụi, hơi ẩm và bức xạ UV. Lý tưởng cho các mảng trên mái nhà hoặc gần bộ biến tần.
• Công tắc xoay: Thiết kế vận hành bằng đòn bẩy để ngắt kết nối thủ công nhanh chóng ở đầu vào bộ biến tần.
• Bộ cách ly chuỗi: Cách ly các chuỗi PV riêng lẻ để quản lý lỗi chi tiết.
• Bộ cách ly mảng: Ngắt kết nối các mảng PV thương mại hoặc tiện ích quy mô lớn.
• Bộ cách ly cầu chì: Kết hợp cách ly mạch với bảo vệ quá dòng.
• Bộ cách ly không có cầu chì: Chỉ cung cấp chuyển mạch, dựa vào cầu chì bên ngoài.

Với các hệ thống PV hoạt động ở 1000V–1500V DC, các tiêu chí lựa chọn bao gồm:

• Điện áp định mức: Phải đáp ứng hoặc vượt quá điện áp hệ thống.
• Dung lượng dòng điện: Phù hợp với đầu ra mảng (10A–800A).

Các bộ cách ly chất lượng cao có các tính năng:

• Vỏ chống tia cực tím để lắp trên mái nhà
• Tiếp điểm hợp kim bạc để dập tắt hồ quang đáng tin cậy
• Vật liệu ổn định nhiệt để tiếp xúc với ánh nắng mặt trời kéo dài
• Thiết kế nhỏ gọn với các kết nối đầu cuối an toàn

Các tính năng an toàn nâng cao bao gồm:

• Các vị trí "TẮT" có thể khóa để ngăn ngừa việc tái tạo năng lượng do vô tình
• Cơ chế khóa cửa để ngăn chặn việc truy cập trong khi có điện

Các phương pháp thực hành tốt nhất yêu cầu:

• Lắp đặt ở cả mức chuỗi và bộ biến tần bởi các thợ điện được chứng nhận
• Kiểm tra hàng năm về quá nhiệt, ăn mòn hoặc hao mòn cơ học
• Ưu tiên cho các sản phẩm có chứng nhận IEC 60947-3

Bộ cách ly DC đại diện cho một thành phần an toàn nền tảng trong các hệ thống quang điện. Việc lựa chọn, lắp đặt và bảo trì đúng cách sẽ giảm thiểu đáng kể các rủi ro về điện trong khi đảm bảo tuân thủ quy định. Trong năng lượng mặt trời, sự an toàn phải luôn được đặt lên hàng đầu.