Ngày: 14/10/2026.
Ngày: 12/10/2026.
Vị trí điểm tiếp đất – chìa khóa giảm quá điện áp do sét cho hệ thống điện mặt trời
Một nhóm nghiên cứu tại Indonesia vừa công bố phương pháp tiếp địa mới nhằm kiềm chế hiện tượng quá điện áp thoáng qua trong các trạm điện mặt trời khi bị sét đánh trực tiếp. Thay vì chỉ tập trung vào hệ thống chống sét bên ngoài, nhóm khoa học tập trung xác định vị trí điểm tiếp đất tối ưu và so sánh hiệu quả của các cấu hình tiếp địa khác nhau.
Lấp khoảng trống của phương án chống sét truyền thống
Theo các tác giả, phần lớn công trình trước đây chỉ bảo vệ mảng pin thông qua Hệ thống Chống sét (LPS) kiểu truyền thống. "Nghiên cứu này xem xét khả năng sét đánh trực tiếp vào pin mặt trời hoặc giá đỡ, ngay cả khi đã lắp đặt LPS," nhóm nhấn mạnh, đồng thời chỉ ra rằng trong tình huống đó, "dòng điện sét sẽ chạy xuyên qua các tấm pin để về điểm tiếp đất."
Chính kịch bản này tạo động lực cho việc mô hình hóa và tìm ra cách bố trí tiếp địa sao cho mức điện áp phân bố trên hệ thống được giảm thiểu tối đa.
Cách nhóm nghiên cứu mô phỏng hiện tượng sét đánh
Để đánh giá đáp ứng quá điện áp thoáng qua, nhóm đã xây dựng mạch điện tương đương mô phỏng một dãy gồm mười tấm pin công suất 200 W mỗi tấm, đại diện cho một phần của trạm điện mặt trời quy mô lớn. Toàn bộ được triển khai trên phần mềm ATPDraw 7.2, trong đó các thông số điện trở, điện cảm, điện dung và điện cảm hỗ cảm được dùng để mô tả khung pin, kết cấu giá đỡ, dây dẫn nối đất và điện cực tiếp đất.
Nguồn dòng sét được mô phỏng theo dạng sóng Heidler với biên độ đỉnh 50 kA, xung kích dạng sóng 1,2/50 μs. Hai cấu hình tiếp địa được đem ra so sánh gồm:
- Tiếp đất trực tiếp qua khung module pin mặt trời;
- Tiếp đất qua kết cấu giá đỡ.
Các mô phỏng đồng thời khảo sát ảnh hưởng của điện trở suất đất, vị trí điểm tiếp đất và số lượng điểm nối đất đến phân bố điện áp. Nhóm cũng so sánh phương án một điểm và hai điểm tiếp đất, với giả định các khung kim loại của pin được nối điện với nhau. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở hiệu điện thế so với điện thế tham chiếu, không tính đến cơ chế hư hỏng vật lý hay hiệu điện thế liên quan đến dây dẫn nguồn và biến tần.
Kết quả: điện trở suất đất và vị trí tiếp đất là yếu tố quyết định
Khi điện trở suất đất tăng từ 30 Ωm lên 3.000 Ωm, mức điện áp thoáng qua tăng mạnh ở cả hai cấu hình. Ở vùng đất có điện trở suất thấp, đỉnh điện áp xuất hiện gần điểm phóng điện sét; ngược lại, ở mức 3.000 Ωm, đỉnh điện áp dịch chuyển về phía điểm nối đất. Cấu hình tiếp đất qua giá đỡ nhìn chung cho điện áp tối đa thấp hơn nhờ điện trở của kết cấu này nhỏ hơn.
Tại điện trở suất đất cố định 30 Ωm, các con số cụ thể như sau:
- Tiếp đất qua khung pin: điện áp tối đa dao động 1,97–2,64 MV tùy vị trí kết nối;
- Tiếp đất qua giá đỡ: điện áp tối đa dao động 2,14–2,43 MV.
Ở cả hai trường hợp, việc đặt điểm tiếp đất càng gần vị trí sét đánh càng giúp hạ đỉnh điện áp, do rút ngắn lộ trí xả dòng và giảm trở kháng của nó.
Lợi ích của tiếp đất đa điểm
Thêm một điểm tiếp đất thứ hai mang lại cải thiện rõ rệt: điện áp thoáng qua giảm từ 47,5% đến 54,8% với tiếp đất qua khung pin, và từ 43,2% đến 50,7% với tiếp đất qua giá đỡ. Nguyên nhân được lý giải là nhờ trở kháng tiếp đất thấp hơn và khả năng phân tán dòng sét hiệu quả hơn.
Đáng chú ý, dòng điện đỉnh trong mô phỏng đạt 48,78 kA – mức mà nhóm nghiên cứu xác nhận nằm trong giới hạn an toàn theo tiêu chuẩn IEEE Std 80, hướng dẫn an toàn tiếp địa cho trạm biến áp AC của Viện kỹ sư điện và điện tử IEEE.
Hàm ý thực tiễn cho chủ đầu tư và nhà thiết kế
Thông điệp trung tâm của nghiên cứu: vị trí điểm tiếp đất và số lượng điểm kết nối có tác động lớn hơn việc lựa chọn tiếp đất qua khung pin hay qua giá đỡ. Ba yếu tố giúp cải thiện đáng kể hiệu suất tiếp địa gồm:
- Lộ trí xả dòng ngắn nhất có thể;
- Điện trở tiếp đất thấp;
- Nhiều điểm tiếp đất thay vì chỉ một.
Nói cách khác, bên cạnh việc chọn vị trí tiếp địa chiến lược, các trạm điện mặt trời nên ưu tiên triển khai tại khu vực có điện trở suất đất thấp và áp dụng tiếp đất đa điểm để giảm quá điện áp do sét, từ đó nâng cao độ tin cậy vận hành của toàn hệ thống.
Nguồn công trình
Phương pháp mới được trình bày trong bài báo Study of the selection of an individual grounding location point against direct lightning strikes on solar panel systems, đăng trên tạp chí Results in Engineering. Nhóm tác giả gồm các nhà khoa học đến từ Viện Công nghệ Sepuluh Nopember (Institut Teknologi Sepuluh Nopember) và Đại học Hasanuddin (Universitas Hasanuddin) của Indonesia.
Nguồn: https://www.pv-magazine.com/2026/10/12/multiple-grounding-points-cut-lightning-induced-overvoltage-in-solar-panels-by-up-to-55/ — PV Magazine (bản dịch tiếng Việt).
Xem tiếp
- NLTT Việt Nam tuần 41/2026: đàm phán giá 172 dự án sau thanh tra, thủy điện tích năng và BESS tăng tốc
- Dự án tích năng khí nén trong khoang muối Kim Đàn công suất 700 MW của Trung Quốc hoàn tất khởi động toàn hệ thống
- NLTT Việt Nam tuần 40/2026: gỡ vướng giá 85 dự án chuyển tiếp, BESS ra dải biên giới phía Bắc
- Startup Đức nhận tài trợ cho pin ion natri gia dụng sạc từ lưới điện
- Đan Mạch phê duyệt mô hình ưu tiên kết nối lưới điện mới
Chuyên gia giải pháp điện mặt trời & lưu trữ năng lượng cho doanh nghiệp, hộ gia đình.
Zalo: 0904 686 673 · maiphuongsolar@mpse.com.vn
