XỬ LÝ CHÁY ĐIỆN MẶT TRỜI: 6 BƯỚC XỬ LÝ CHÁY ĐIỆN MẶT TRỜI GIÚP GIẢM THIỂU RỦI RO HỆ THỐNG SOLAR
Xử lý cháy điện mặt trời là quy trình quan trọng nhằm kiểm soát và giảm thiểu thiệt hại khi xảy ra sự cố trong hệ thống solar rooftop. Khi hệ thống vận hành với điện áp DC có thể lên đến 600–1500V, nguy cơ cháy nổ có thể gia tăng nếu không có phương án ứng phó phù hợp. Do đó, doanh nghiệp cần hiểu rõ quy trình xử lý sự cố để đảm bảo vận hành an toàn và liên tục cho hệ thống năng lượng mặt trời.
1. Tổng quan về rủi ro cháy trong hệ thống solar rooftop và nhu cầu xử lý cháy điện mặt trời
1.1 Đặc điểm vận hành của hệ thống solar rooftop làm tăng nguy cơ sự cố cháy solar
Hệ thống điện mặt trời mái nhà thường vận hành liên tục từ 6 đến 10 giờ mỗi ngày với công suất từ vài kWp đến hàng MWp. Các tấm pin PV có điện áp DC chuỗi phổ biến 600V, 1000V hoặc 1500V tùy thiết kế hệ thống.
Khi có sự cố chập điện, hồ quang DC có thể duy trì liên tục do dòng điện không đi qua điểm zero như AC. Nhiệt độ hồ quang có thể vượt 3000°C, đủ để làm cháy lớp polymer bảo vệ cáp hoặc khung mái.
Điều này khiến nguy cơ sự cố cháy solar trở thành một trong những rủi ro an toàn lớn nhất trong vận hành hệ thống điện mặt trời.
1.2 Các nguyên nhân phổ biến gây cháy trong hệ thống điện mặt trời
Nguyên nhân cháy trong hệ thống solar rooftop thường xuất phát từ các lỗi kỹ thuật hoặc lắp đặt không đạt tiêu chuẩn. Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất là hiện tượng DC arc fault tại điểm nối MC4 hoặc junction box của module.
Khi kết nối lỏng hoặc oxy hóa, điện trở tiếp xúc tăng lên. Theo định luật Joule (P = I²R), khi dòng điện 10–15A chạy qua điểm tiếp xúc có điện trở cao, nhiệt lượng phát sinh có thể tăng đột ngột.
Ngoài ra, lỗi cách điện của cáp DC, hư hỏng inverter hoặc quá tải dây dẫn cũng có thể dẫn đến sự cố cháy solar trong hệ thống.
1.3 Tác động của cháy hệ thống điện mặt trời đối với doanh nghiệp
Một vụ cháy trong hệ thống solar rooftop không chỉ gây thiệt hại thiết bị mà còn có thể làm gián đoạn hoạt động sản xuất. Chi phí thay thế inverter công suất 100kW có thể lên đến hàng trăm triệu đồng.
Ngoài ra, cháy trên mái nhà công nghiệp còn có nguy cơ lan sang khu vực nhà xưởng. Với mái tôn có lớp cách nhiệt PU hoặc EPS, tốc độ lan cháy có thể đạt 2–3 m/phút trong điều kiện gió.
Vì vậy, việc xây dựng quy trình xử lý cháy hệ thống solar là yếu tố bắt buộc trong kế hoạch quản lý rủi ro năng lượng.
1.4 Vai trò của quy trình ứng phó sự cố điện mặt trời trong quản lý an toàn
Trong các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 62446 hoặc NFPA 855, quy trình phản ứng khẩn cấp cho hệ thống PV được xem là thành phần bắt buộc của quản lý vận hành.
Quy trình này giúp đội vận hành xác định đúng trình tự hành động khi xảy ra cháy. Từ việc phát hiện đám cháy, cô lập nguồn điện DC đến triển khai chữa cháy.
Việc chuẩn hóa ứng phó sự cố điện mặt trời giúp giảm đáng kể thời gian phản ứng ban đầu, thường chỉ trong vòng 3–5 phút kể từ khi phát hiện sự cố.
1.5 Các tiêu chuẩn an toàn liên quan đến xử lý cháy điện mặt trời
Một số tiêu chuẩn quốc tế quy định rõ yêu cầu an toàn trong hệ thống PV rooftop. Ví dụ, tiêu chuẩn IEC 60364-7-712 quy định về lắp đặt hệ thống điện mặt trời trên công trình.
Trong khi đó, tiêu chuẩn UL 3741 và NEC 690 của Hoa Kỳ yêu cầu tích hợp Rapid Shutdown để giảm điện áp DC xuống dưới 30V trong vòng 30 giây khi xảy ra sự cố.
Các tiêu chuẩn này góp phần nâng cao an toàn solar rooftop, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp như cháy hoặc chập điện.
1.6 Vì sao doanh nghiệp cần chuẩn bị quy trình xử lý cháy điện mặt trời
Nhiều doanh nghiệp đầu tư hệ thống điện mặt trời với công suất 500 kWp đến vài MWp nhưng chưa có quy trình xử lý sự cố chi tiết.
Khi xảy ra cháy, việc thiếu hướng dẫn có thể khiến nhân viên xử lý sai thao tác, ví dụ như phun nước trực tiếp vào thiết bị vẫn đang mang điện.
Điều này làm tăng nguy cơ điện giật hoặc lan rộng đám cháy. Vì vậy, đào tạo và xây dựng quy trình xử lý cháy điện mặt trời là yêu cầu quan trọng trong vận hành hệ thống PV.
Để hiểu tổng thể hệ thống solar trước khi tìm hiểu quy trình xử lý sự cố, bạn nên đọc bài “Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì? Tổng quan toàn diện về solar power”.
2. Nhận diện sớm sự cố cháy solar trong hệ thống điện mặt trời
2.1 Các dấu hiệu ban đầu của sự cố cháy solar
Trước khi xảy ra cháy lớn, hệ thống điện mặt trời thường xuất hiện các dấu hiệu cảnh báo. Một trong những dấu hiệu phổ biến là mùi khét từ dây cáp hoặc inverter.
Ngoài ra, nhiệt độ tại hộp combiner box hoặc junction box có thể tăng bất thường. Trong điều kiện vận hành bình thường, nhiệt độ cáp DC thường dưới 70°C.
Nếu nhiệt độ vượt 90°C trong thời gian dài, khả năng cao đang xảy ra quá nhiệt tại điểm tiếp xúc.
Việc phát hiện sớm sự cố cháy solar giúp đội vận hành có thời gian phản ứng trước khi đám cháy lan rộng.
2.2 Vai trò của hệ thống giám sát SCADA trong phát hiện cháy
Các hệ thống solar công suất lớn thường tích hợp hệ thống SCADA hoặc EMS để giám sát vận hành.
SCADA có thể phát hiện các bất thường như giảm công suất chuỗi PV, tăng điện trở cách điện hoặc lỗi arc fault.
Ví dụ, nếu một chuỗi PV 20 module có công suất 10 kW nhưng đột ngột giảm xuống 3 kW, đây có thể là dấu hiệu của hư hỏng kết nối hoặc cháy cáp.
Nhờ đó, đội vận hành có thể kích hoạt quy trình ứng phó sự cố điện mặt trời ngay khi phát hiện bất thường.
2.3 Phát hiện điểm nóng bằng camera nhiệt trong hệ thống solar
Camera nhiệt (thermal imaging) là công cụ quan trọng trong kiểm tra hệ thống PV. Thiết bị này có thể phát hiện điểm nóng với độ chính xác ±2°C.
Trong quá trình kiểm tra, nếu nhiệt độ module cao hơn 20°C so với các tấm lân cận, đây được xem là hotspot.
Hotspot có thể xuất phát từ cell hỏng, diode bypass lỗi hoặc kết nối lỏng.
Nếu không được xử lý kịp thời, hotspot có thể dẫn đến cháy module và gây sự cố cháy solar trên mái nhà.
2.4 Kiểm tra định kỳ để giảm nguy cơ cháy hệ thống solar
Bảo trì định kỳ là phương pháp hiệu quả để phòng tránh cháy. Các nhà vận hành thường thực hiện kiểm tra hệ thống mỗi 6 hoặc 12 tháng.
Các hạng mục kiểm tra bao gồm đo điện trở cách điện bằng megger 1000V, kiểm tra mô-men siết đầu nối và kiểm tra tình trạng cáp.
Theo IEC 62446, điện trở cách điện của hệ thống PV nên lớn hơn 1 MΩ trên mỗi volt điện áp hệ thống.
Hoạt động bảo trì giúp tăng cường an toàn solar rooftop và giảm nguy cơ cháy nổ.
2.5 Ảnh hưởng của môi trường đến nguy cơ cháy điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời mái nhà thường chịu tác động từ môi trường như nhiệt độ, bụi và độ ẩm.
Ở các khu công nghiệp, bụi kim loại hoặc hóa chất có thể bám vào đầu nối cáp. Khi kết hợp với độ ẩm, hiện tượng ăn mòn điện hóa có thể xảy ra.
Điều này làm tăng điện trở tiếp xúc và dẫn đến phát sinh nhiệt.
Nếu không được phát hiện sớm, tình trạng này có thể dẫn đến cháy cục bộ và cần thực hiện quy trình xử lý cháy điện mặt trời.
2.6 Vai trò của đào tạo nhân sự trong phát hiện sớm sự cố
Nhân sự vận hành là tuyến phòng thủ đầu tiên khi xảy ra sự cố trong hệ thống solar rooftop.
Những kỹ thuật viên được đào tạo có thể nhận biết nhanh các dấu hiệu như tiếng nổ nhỏ, mùi khét hoặc khói nhẹ từ thiết bị.
Trong nhiều trường hợp, phản ứng nhanh trong vòng 2–3 phút có thể ngăn chặn cháy lan.
Do đó, đào tạo nhân sự là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả ứng phó sự cố điện mặt trời.
3. Quy trình 6 bước xử lý cháy điện mặt trời trong hệ thống solar rooftop
3.1 Bước 1: Phát hiện nhanh và kích hoạt quy trình xử lý cháy điện mặt trời
Bước đầu tiên trong quy trình xử lý cháy điện mặt trời là phát hiện sự cố và kích hoạt quy trình khẩn cấp. Hệ thống PV thường được lắp đặt trên mái nhà với diện tích lớn, có thể từ 2.000 m² đến hơn 20.000 m² đối với nhà máy công nghiệp.
Khi xuất hiện khói, mùi khét hoặc tín hiệu cảnh báo từ inverter, đội vận hành cần lập tức xác định vị trí đám cháy. Trong nhiều hệ thống solar rooftop hiện đại, tín hiệu cảnh báo có thể được gửi qua hệ thống giám sát SCADA hoặc phần mềm monitoring.
Thời gian phản ứng ban đầu được khuyến nghị dưới 5 phút kể từ khi phát hiện sự cố để giảm thiểu thiệt hại cho hệ thống PV.
3.2 Bước 2: Ngắt nguồn điện AC và DC của hệ thống solar
Sau khi xác định có cháy, bước tiếp theo trong quy trình xử lý cháy hệ thống solar là ngắt nguồn điện. Hệ thống điện mặt trời thường có hai nguồn chính gồm nguồn DC từ tấm pin và nguồn AC sau inverter.
Đội vận hành cần thực hiện thao tác ngắt AC breaker tại tủ điện chính trước. Sau đó tiến hành ngắt DC isolator tại inverter hoặc combiner box.
Trong các hệ thống PV tiêu chuẩn, điện áp DC có thể đạt 1000V đến 1500V. Việc cô lập nguồn điện giúp giảm nguy cơ hồ quang điện (arc flash) và đảm bảo an toàn cho lực lượng chữa cháy.
3.3 Bước 3: Kích hoạt hệ thống Rapid Shutdown nếu có
Nhiều hệ thống solar rooftop hiện đại được trang bị công nghệ Rapid Shutdown theo tiêu chuẩn NEC 690.12.
Rapid Shutdown có khả năng giảm điện áp DC trên dây dẫn xuống dưới 30V trong vòng 30 giây kể từ khi kích hoạt. Điều này đặc biệt quan trọng khi lực lượng cứu hỏa cần tiếp cận khu vực mái nhà.
Trong quy trình xử lý cháy điện mặt trời, việc kích hoạt Rapid Shutdown giúp giảm nguy cơ điện giật và tăng mức độ an toàn solar rooftop trong quá trình chữa cháy.
Các hệ thống inverter thế hệ mới thường tích hợp sẵn chức năng này trong bộ điều khiển trung tâm.
3.4 Bước 4: Cô lập khu vực xảy ra cháy trong hệ thống solar
Sau khi ngắt nguồn điện, khu vực xảy ra cháy cần được cô lập để tránh cháy lan. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các nhà máy có hệ thống solar rooftop công suất lớn từ 1 MWp trở lên.
Khoảng cách an toàn khuyến nghị là tối thiểu 5 đến 10 mét xung quanh điểm cháy. Các vật liệu dễ cháy như tấm cách nhiệt PU, EPS hoặc dây cáp polymer cần được di dời nếu có thể.
Trong quá trình xử lý cháy hệ thống solar, việc thiết lập vùng an toàn giúp đội chữa cháy kiểm soát đám cháy hiệu quả hơn và hạn chế lan sang khu vực module PV lân cận.
3.5 Bước 5: Triển khai thiết bị chữa cháy phù hợp
Chữa cháy trong hệ thống PV cần sử dụng thiết bị phù hợp với thiết bị điện. Các bình chữa cháy thường được khuyến nghị gồm bình CO₂, bình bột ABC hoặc bình khí sạch.
Bình CO₂ có khả năng dập cháy thiết bị điện hiệu quả vì không dẫn điện và không để lại cặn. Trong nhiều hệ thống điện mặt trời công suất lớn, bình chữa cháy CO₂ 5 kg hoặc 10 kg thường được bố trí gần khu vực inverter.
Khi thực hiện xử lý cháy điện mặt trời, không nên phun nước trực tiếp vào thiết bị đang mang điện để tránh nguy cơ điện giật hoặc hồ quang điện.
3.6 Bước 6: Kiểm tra sau cháy và đánh giá thiệt hại hệ thống
Sau khi đám cháy được kiểm soát, bước cuối cùng trong quy trình xử lý cháy điện mặt trời là kiểm tra hệ thống và đánh giá thiệt hại.
Đội kỹ thuật cần tiến hành đo điện trở cách điện bằng thiết bị megger 1000V hoặc 1500V để xác định tình trạng dây dẫn. Nếu điện trở cách điện thấp hơn 1 MΩ, dây cáp có thể đã bị hỏng.
Ngoài ra, cần kiểm tra inverter, combiner box và module PV để xác định mức độ ảnh hưởng. Việc đánh giá kỹ lưỡng giúp doanh nghiệp lập kế hoạch sửa chữa và khôi phục hệ thống nhanh chóng.
Các biện pháp phòng cháy trong hệ thống solar được trình bày tại bài “Phòng cháy điện mặt trời: 7 biện pháp phòng cháy điện mặt trời giúp hệ thống solar rooftop vận hành an toàn (106)”.
4. Các thiết bị và công nghệ hỗ trợ xử lý cháy điện mặt trời hiệu quả
4.1 Hệ thống Rapid Shutdown trong hệ thống điện mặt trời
Rapid Shutdown là một trong những công nghệ quan trọng giúp nâng cao an toàn solar rooftop. Hệ thống này thường được lắp đặt tại cấp module hoặc chuỗi PV.
Khi kích hoạt, bộ điều khiển Rapid Shutdown sẽ ngắt dòng điện DC tại từng module. Điều này giúp giảm điện áp dây dẫn xuống mức an toàn.
Trong các hệ thống solar rooftop công suất lớn, Rapid Shutdown giúp lực lượng cứu hỏa tiếp cận mái nhà nhanh hơn và giảm rủi ro điện giật trong quá trình ứng phó sự cố điện mặt trời.
4.2 Thiết bị phát hiện hồ quang điện DC Arc Fault
Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) là thiết bị phát hiện hồ quang điện trong hệ thống DC.
Hồ quang DC có thể xuất hiện khi dây cáp bị hỏng, đầu nối lỏng hoặc khi module PV bị lỗi. AFCI có khả năng phát hiện dạng sóng bất thường của dòng điện và tự động ngắt mạch.
Trong các hệ thống PV hiện đại, AFCI được tích hợp trực tiếp trong inverter hoặc combiner box.
Công nghệ này giúp giảm đáng kể nguy cơ sự cố cháy solar do hồ quang điện gây ra.
4.3 Hệ thống giám sát thông minh cho hệ thống solar rooftop
Các hệ thống giám sát thông minh có thể theo dõi hàng trăm thông số vận hành của hệ thống PV.
Các thông số phổ biến gồm điện áp chuỗi PV, dòng điện DC, nhiệt độ inverter và hiệu suất từng module. Dữ liệu được cập nhật theo chu kỳ từ 5 đến 15 phút.
Nếu phát hiện bất thường như sụt áp hoặc tăng nhiệt độ, hệ thống sẽ gửi cảnh báo ngay lập tức.
Nhờ đó, đội vận hành có thể triển khai quy trình xử lý cháy hệ thống solar trước khi sự cố trở nên nghiêm trọng.
4.4 Camera nhiệt hỗ trợ kiểm tra an toàn hệ thống
Camera nhiệt là thiết bị quan trọng trong bảo trì hệ thống điện mặt trời. Thiết bị này có thể phát hiện điểm nóng trên module PV, cáp DC hoặc đầu nối.
Trong điều kiện bình thường, chênh lệch nhiệt độ giữa các module không nên vượt quá 10°C. Nếu vượt mức này, có thể tồn tại lỗi kết nối hoặc hotspot.
Việc phát hiện sớm các điểm nóng giúp ngăn ngừa nguy cơ cháy và tăng mức độ an toàn solar rooftop.
4.5 Cảm biến khói và hệ thống cảnh báo cháy
Một số hệ thống solar rooftop được tích hợp cảm biến khói tại khu vực inverter hoặc tủ điện.
Cảm biến có thể phát hiện khói trong vòng vài giây và gửi tín hiệu cảnh báo đến hệ thống quản lý tòa nhà (BMS).
Khi cảnh báo được kích hoạt, đội vận hành có thể lập tức triển khai quy trình ứng phó sự cố điện mặt trời để kiểm soát đám cháy sớm.
4.6 Thiết kế hệ thống PV theo tiêu chuẩn phòng cháy
Thiết kế hệ thống PV đóng vai trò quan trọng trong phòng cháy. Theo tiêu chuẩn NFPA, khoảng cách giữa các cụm module nên tối thiểu 1 mét để tạo lối tiếp cận cho lực lượng cứu hỏa.
Ngoài ra, cáp DC cần sử dụng loại chống cháy đạt tiêu chuẩn IEC 60332 hoặc EN 50575.
Thiết kế đúng tiêu chuẩn giúp giảm nguy cơ sự cố cháy solar và hỗ trợ hiệu quả cho quy trình xử lý cháy điện mặt trời khi xảy ra sự cố.
5. Xây dựng kế hoạch xử lý cháy điện mặt trời cho doanh nghiệp vận hành solar rooftop
5.1 Thiết lập quy trình nội bộ cho xử lý cháy điện mặt trời
Đối với doanh nghiệp sở hữu hệ thống PV công suất từ 200 kWp đến vài MWp, việc xây dựng quy trình xử lý cháy điện mặt trời là yêu cầu quan trọng trong quản lý vận hành. Quy trình cần được chuẩn hóa dưới dạng tài liệu SOP (Standard Operating Procedure).
Tài liệu SOP nên mô tả rõ từng bước phản ứng khi xảy ra cháy, từ khâu phát hiện sự cố, cô lập nguồn điện đến triển khai chữa cháy. Ngoài ra, quy trình cũng cần quy định rõ trách nhiệm của từng bộ phận vận hành.
Một quy trình đầy đủ giúp doanh nghiệp kiểm soát rủi ro tốt hơn và tăng hiệu quả ứng phó sự cố điện mặt trời trong các tình huống khẩn cấp.
5.2 Phân công nhân sự trong kế hoạch xử lý cháy hệ thống solar
Khi xây dựng kế hoạch xử lý cháy hệ thống solar, doanh nghiệp cần xác định rõ cơ cấu nhân sự chịu trách nhiệm trong từng giai đoạn xử lý.
Thông thường, đội vận hành solar rooftop sẽ bao gồm kỹ thuật viên điện, giám sát năng lượng và bộ phận an toàn lao động. Trong trường hợp xảy ra cháy, mỗi vị trí sẽ đảm nhận nhiệm vụ riêng.
Kỹ thuật viên phụ trách ngắt nguồn AC và DC. Bộ phận an toàn chịu trách nhiệm cô lập khu vực nguy hiểm. Nhóm quản lý vận hành phối hợp với lực lượng phòng cháy chữa cháy.
Việc phân công rõ ràng giúp giảm thời gian phản ứng và tăng hiệu quả xử lý cháy điện mặt trời.
5.3 Lập sơ đồ hệ thống phục vụ ứng phó sự cố điện mặt trời
Sơ đồ hệ thống là tài liệu quan trọng giúp lực lượng vận hành và cứu hỏa hiểu rõ cấu trúc của hệ thống PV.
Sơ đồ cần thể hiện đầy đủ vị trí của các thành phần chính như module PV, inverter, combiner box, tủ AC và đường dây dẫn. Ngoài ra, cần đánh dấu vị trí các công tắc ngắt khẩn cấp (Emergency Disconnect).
Trong các hệ thống solar rooftop lớn, sơ đồ hệ thống giúp lực lượng cứu hỏa xác định nhanh khu vực cần cô lập.
Điều này giúp quá trình ứng phó sự cố điện mặt trời được triển khai nhanh chóng và an toàn.
5.4 Đào tạo nhân sự về an toàn solar rooftop
Đào tạo định kỳ là yếu tố quan trọng để nâng cao mức độ an toàn solar rooftop. Nhân sự vận hành cần được đào tạo về nguyên lý hoạt động của hệ thống PV cũng như các nguy cơ cháy nổ.
Các chương trình đào tạo thường bao gồm nhận diện dấu hiệu cháy, cách ngắt nguồn điện DC, sử dụng bình chữa cháy và quy trình sơ tán.
Thời gian đào tạo khuyến nghị ít nhất 1 đến 2 lần mỗi năm. Đối với hệ thống công suất lớn trên 1 MWp, việc đào tạo có thể được thực hiện hàng quý.
Nhờ đó, nhân sự có thể thực hiện quy trình xử lý cháy điện mặt trời một cách chính xác khi xảy ra sự cố.
5.5 Trang bị thiết bị chữa cháy cho hệ thống solar rooftop
Trang bị thiết bị chữa cháy là yêu cầu bắt buộc trong kế hoạch an toàn của hệ thống điện mặt trời.
Các thiết bị phổ biến bao gồm bình chữa cháy CO₂ 5 kg, bình bột ABC 8 kg và tủ thiết bị PCCC. Các thiết bị này nên được đặt gần khu vực inverter và phòng kỹ thuật.
Ngoài ra, doanh nghiệp cũng có thể trang bị cảm biến khói, hệ thống cảnh báo cháy và camera giám sát.
Những thiết bị này giúp tăng khả năng phát hiện sớm sự cố cháy solar và hỗ trợ hiệu quả cho quy trình xử lý cháy điện mặt trời.
5.6 Phối hợp với lực lượng phòng cháy chữa cháy địa phương
Một yếu tố quan trọng trong kế hoạch xử lý cháy hệ thống solar là sự phối hợp với lực lượng phòng cháy chữa cháy.
Doanh nghiệp nên cung cấp thông tin về hệ thống PV cho cơ quan PCCC địa phương. Thông tin bao gồm công suất hệ thống, điện áp vận hành và vị trí công tắc ngắt khẩn cấp.
Ngoài ra, các buổi diễn tập chữa cháy có thể được tổ chức định kỳ nhằm nâng cao khả năng phối hợp.
Sự phối hợp này giúp quá trình ứng phó sự cố điện mặt trời được triển khai nhanh chóng và hiệu quả khi xảy ra cháy.
Quy trình vận hành an toàn hệ thống solar được phân tích tại bài “Vận hành an toàn điện mặt trời: 6 nguyên tắc vận hành an toàn điện mặt trời trong hệ thống solar (123)”.
6. Giải pháp nâng cao an toàn và giảm nguy cơ cháy hệ thống điện mặt trời
6.1 Lựa chọn thiết bị đạt tiêu chuẩn an toàn quốc tế
Một trong những giải pháp quan trọng để giảm nguy cơ cháy là lựa chọn thiết bị đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Các module PV nên đạt chứng nhận IEC 61215 và IEC 61730. Inverter cần tuân thủ tiêu chuẩn IEC 62109 về an toàn thiết bị điện tử công suất.
Ngoài ra, cáp DC sử dụng trong hệ thống solar rooftop nên đạt tiêu chuẩn EN 50618 hoặc TÜV PV1-F với khả năng chịu nhiệt đến 120°C.
Việc sử dụng thiết bị đạt chuẩn giúp giảm đáng kể nguy cơ sự cố cháy solar trong quá trình vận hành.
6.2 Thiết kế hệ thống điện mặt trời đúng tiêu chuẩn kỹ thuật
Thiết kế hệ thống PV cần tuân thủ các tiêu chuẩn như IEC 60364-7-712 hoặc NEC 690.
Khoảng cách giữa các cụm module nên được bố trí để tạo lối tiếp cận cho lực lượng cứu hỏa. Ngoài ra, dây dẫn cần được bố trí trong ống bảo vệ chống cháy.
Thiết kế đúng tiêu chuẩn không chỉ nâng cao hiệu suất hệ thống mà còn hỗ trợ hiệu quả cho quy trình xử lý cháy điện mặt trời khi xảy ra sự cố.
6.3 Bảo trì định kỳ để duy trì an toàn solar rooftop
Bảo trì định kỳ là giải pháp quan trọng để đảm bảo an toàn solar rooftop trong suốt vòng đời hệ thống.
Các hoạt động bảo trì thường bao gồm kiểm tra module PV, siết lại đầu nối cáp, đo điện trở cách điện và kiểm tra inverter.
Theo khuyến nghị của các nhà sản xuất, hệ thống PV nên được kiểm tra toàn diện ít nhất 1 lần mỗi năm. Đối với nhà máy có môi trường bụi cao, tần suất kiểm tra có thể tăng lên 2 đến 3 lần mỗi năm.
Bảo trì đúng cách giúp giảm nguy cơ cháy và kéo dài tuổi thọ hệ thống.
6.4 Ứng dụng công nghệ giám sát thông minh
Các nền tảng giám sát năng lượng hiện đại có thể theo dõi hàng trăm thông số vận hành của hệ thống PV.
Những dữ liệu này bao gồm điện áp chuỗi PV, dòng điện DC, nhiệt độ inverter và hiệu suất từng module.
Khi phát hiện bất thường, hệ thống sẽ gửi cảnh báo đến kỹ thuật viên. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể triển khai quy trình xử lý cháy hệ thống solar trước khi xảy ra cháy lớn.
6.5 Tăng cường kiểm tra kết nối điện trong hệ thống
Các điểm kết nối điện như đầu nối MC4, combiner box và terminal inverter là vị trí dễ phát sinh nhiệt.
Trong quá trình vận hành, rung động và biến đổi nhiệt độ có thể làm lỏng các đầu nối. Điều này làm tăng điện trở tiếp xúc và gây phát sinh nhiệt.
Nếu nhiệt độ tại điểm kết nối vượt 90°C, nguy cơ cháy có thể xảy ra.
Do đó, kiểm tra kết nối điện định kỳ là giải pháp quan trọng giúp giảm nguy cơ sự cố cháy solar.
6.6 Xây dựng văn hóa an toàn trong vận hành hệ thống PV
Bên cạnh yếu tố kỹ thuật, văn hóa an toàn cũng đóng vai trò quan trọng trong vận hành hệ thống điện mặt trời.
Doanh nghiệp cần khuyến khích nhân sự tuân thủ quy trình vận hành, báo cáo sớm các dấu hiệu bất thường và tham gia đào tạo an toàn.
Khi toàn bộ đội ngũ nhận thức rõ về nguy cơ cháy và quy trình xử lý cháy điện mặt trời, khả năng kiểm soát rủi ro sẽ được nâng cao đáng kể.
Điều này góp phần đảm bảo hệ thống solar rooftop hoạt động ổn định, hiệu quả và an toàn trong suốt vòng đời 25 năm của dự án.
7. Phân tích kỹ thuật các kịch bản sự cố cháy solar thường gặp trong hệ thống điện mặt trời
7.1 Cháy do hồ quang điện DC trong hệ thống solar rooftop
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây sự cố cháy solar là hồ quang điện DC (Direct Current Arc Fault). Hồ quang xuất hiện khi có khoảng hở tại điểm kết nối cáp DC hoặc đầu nối MC4.
Trong hệ thống PV, mỗi chuỗi module thường có dòng điện từ 9A đến 15A. Khi tiếp điểm bị lỏng, điện trở tiếp xúc tăng lên đáng kể. Theo công thức Joule, nhiệt lượng sinh ra tỷ lệ với bình phương dòng điện.
Hồ quang DC có thể duy trì liên tục và đạt nhiệt độ trên 3000°C. Nếu không được phát hiện sớm, hiện tượng này có thể làm cháy lớp cách điện của dây cáp và lan sang khu vực module PV.
7.2 Cháy do hotspot trên bề mặt module quang điện
Hotspot là hiện tượng một phần cell trong tấm pin bị quá nhiệt. Khi một cell bị che bóng hoặc hư hỏng, dòng điện từ các cell khác vẫn tiếp tục chạy qua khu vực đó.
Điều này khiến cell hoạt động như một điện trở tiêu thụ năng lượng và sinh nhiệt. Nhiệt độ hotspot có thể vượt 150°C trong thời gian dài.
Nếu lớp encapsulant của module bị suy giảm chất lượng, nhiệt độ cao có thể gây cháy cục bộ trên bề mặt tấm pin.
Trong nhiều trường hợp, hotspot kéo dài có thể dẫn đến sự cố cháy solar và yêu cầu triển khai quy trình xử lý cháy điện mặt trời.
7.3 Cháy tại inverter do quá tải hoặc lỗi linh kiện
Inverter là thiết bị chuyển đổi điện DC sang AC và là thành phần quan trọng của hệ thống PV.
Trong quá trình vận hành, inverter phải xử lý dòng điện lớn và nhiệt lượng cao. Ví dụ, một inverter 100 kW có thể vận hành với dòng AC trên 150A ở điện áp 400V.
Nếu hệ thống làm mát bị hỏng hoặc linh kiện công suất như IGBT gặp lỗi, nhiệt độ bên trong inverter có thể vượt 90°C.
Nhiệt độ cao kéo dài có thể làm cháy bo mạch hoặc dây dẫn bên trong thiết bị, gây ra sự cố cháy solar trong phòng inverter.
7.4 Cháy do lỗi cách điện của dây cáp DC
Cáp DC trong hệ thống điện mặt trời thường được thiết kế để chịu điện áp cao và nhiệt độ môi trường khắc nghiệt.
Tuy nhiên, nếu lớp cách điện bị hư hỏng do tia UV, côn trùng hoặc ma sát cơ học, khả năng chập điện sẽ tăng lên đáng kể.
Trong hệ thống solar rooftop, cáp DC có thể chạy dài hàng trăm mét. Nếu xảy ra chập mạch, dòng điện có thể tăng đột ngột và gây phát sinh nhiệt lớn.
Trường hợp này có thể dẫn đến cháy dây cáp và yêu cầu triển khai quy trình xử lý cháy hệ thống solar để kiểm soát đám cháy.
7.5 Cháy do ảnh hưởng của môi trường và vật liệu mái
Mái nhà công nghiệp thường được làm từ tôn kim loại với lớp cách nhiệt bằng polyurethane (PU) hoặc polystyrene (EPS).
Các vật liệu này có khả năng bắt cháy nếu tiếp xúc với nhiệt độ cao. Khi xảy ra cháy trong hệ thống PV, nhiệt lượng từ module hoặc cáp có thể truyền sang lớp cách nhiệt.
Trong điều kiện gió mạnh, tốc độ lan cháy trên mái có thể đạt 2 đến 3 mét mỗi phút.
Do đó, việc thiết kế và vận hành hệ thống cần đảm bảo mức an toàn solar rooftop cao để giảm thiểu rủi ro cháy lan.
7.6 Cháy do lỗi lắp đặt trong hệ thống điện mặt trời
Lỗi lắp đặt là một trong những nguyên nhân tiềm ẩn dẫn đến cháy trong hệ thống PV.
Ví dụ, việc siết đầu nối cáp không đúng mô-men lực có thể làm tăng điện trở tiếp xúc. Theo tiêu chuẩn IEC, mô-men siết đầu nối MC4 thường nằm trong khoảng 2.5 Nm đến 3 Nm.
Ngoài ra, việc sử dụng cáp không đạt chuẩn hoặc lắp đặt dây dẫn không đúng kỹ thuật cũng làm tăng nguy cơ chập điện.
Những lỗi này có thể dẫn đến sự cố cháy solar nếu hệ thống không được kiểm tra định kỳ.
8. Quy trình kiểm tra sau sự cố và khôi phục hệ thống sau khi xử lý cháy điện mặt trời
8.1 Đánh giá mức độ thiệt hại của hệ thống PV
Sau khi hoàn tất quá trình xử lý cháy điện mặt trời, bước đầu tiên là đánh giá mức độ thiệt hại của hệ thống.
Đội kỹ thuật cần kiểm tra toàn bộ khu vực xảy ra cháy, bao gồm module PV, inverter, combiner box và dây dẫn.
Các thông số như điện áp chuỗi, dòng điện và điện trở cách điện cần được đo lại để xác định tình trạng hệ thống.
Việc đánh giá chi tiết giúp xác định chính xác phạm vi sửa chữa và giảm nguy cơ tái phát sự cố cháy solar.
8.2 Kiểm tra điện trở cách điện của hệ thống
Kiểm tra điện trở cách điện là bước quan trọng trước khi khôi phục vận hành hệ thống.
Thiết bị megger thường được sử dụng với điện áp thử nghiệm 1000V hoặc 1500V đối với hệ thống PV.
Theo tiêu chuẩn IEC 62446, điện trở cách điện của hệ thống điện mặt trời nên lớn hơn 1 MΩ cho mỗi volt điện áp danh định.
Nếu giá trị đo thấp hơn ngưỡng này, dây cáp hoặc module có thể đã bị hư hỏng do cháy.
8.3 Kiểm tra tình trạng module quang điện
Module PV cần được kiểm tra kỹ lưỡng sau khi xảy ra cháy. Các dấu hiệu hư hỏng bao gồm nứt kính, cháy khung nhôm hoặc biến dạng lớp encapsulant.
Ngoài ra, đội kỹ thuật có thể sử dụng camera nhiệt để phát hiện hotspot trên module.
Nếu chênh lệch nhiệt độ giữa các cell vượt quá 20°C, tấm pin có thể bị hỏng và cần thay thế.
Việc kiểm tra kỹ giúp đảm bảo an toàn solar rooftop trước khi hệ thống được vận hành trở lại.
8.4 Kiểm tra inverter và thiết bị điện
Inverter và các thiết bị điện liên quan cần được kiểm tra chi tiết sau khi xảy ra cháy.
Các hạng mục kiểm tra bao gồm bo mạch điều khiển, quạt làm mát, bộ lọc và hệ thống bảo vệ quá dòng.
Ngoài ra, cần kiểm tra log dữ liệu của inverter để xác định thời điểm xảy ra sự cố.
Thông tin này giúp đội kỹ thuật hiểu rõ nguyên nhân và cải thiện quy trình ứng phó sự cố điện mặt trời trong tương lai.
8.5 Thay thế thiết bị hư hỏng và phục hồi hệ thống
Sau khi xác định các thành phần bị hỏng, đội kỹ thuật sẽ tiến hành thay thế thiết bị.
Các thiết bị thường cần thay thế bao gồm module PV cháy, dây cáp DC bị hỏng hoặc inverter gặp lỗi.
Trong quá trình phục hồi, hệ thống cần được kiểm tra theo quy trình commissioning tương tự như khi lắp đặt ban đầu.
Việc phục hồi đúng kỹ thuật giúp hệ thống hoạt động ổn định và giảm nguy cơ tái diễn sự cố cháy solar.
8.6 Đánh giá lại quy trình xử lý cháy điện mặt trời
Sau mỗi sự cố, doanh nghiệp nên thực hiện đánh giá lại toàn bộ quy trình xử lý cháy điện mặt trời.
Quá trình đánh giá có thể bao gồm phân tích nguyên nhân gốc rễ (Root Cause Analysis) và xem xét thời gian phản ứng của đội vận hành.
Nếu phát hiện điểm yếu trong quy trình, doanh nghiệp cần cập nhật tài liệu SOP và đào tạo lại nhân sự.
Việc cải tiến liên tục giúp nâng cao hiệu quả xử lý cháy hệ thống solar và đảm bảo hệ thống PV vận hành an toàn lâu dài.
TÌM HIỂU THÊM: