Kết quả là hệ thống hoạt động vẫn “chạy được”, nhưng ẩn chứa rủi ro cực lớn: dễ hỏng inverter, dễ hỏng tấm pin, tăng rò điện, nhiễu tín hiệu, thậm chí là cháy nổ khi có xung sét.

Việc coi tiếp địa là “phần phụ” khiến đa số hệ điện mặt trời tại Việt Nam không đạt tiêu chuẩn an toàn, vận hành kém ổn định và tuổi thọ giảm đáng kể.

Đây chính là lý do vì sao việc hiểu đúng về tiếp địa điện mặt trời – vai trò – và cách làm chuẩn kỹ thuật là điều bắt buộc, không thể bỏ qua.

1. Tiếp địa điện mặt trời là gì?

Tiếp địa điện mặt trời (tiếp đất) là hệ thống dẫn toàn bộ dòng rò, dòng sự cố hoặc xung sét của hệ thống điện mặt trời xuống đất thông qua cọc tiếp địa – dây tiếp địa – vật liệu liên kết.

Mục tiêu chính: bảo vệ người – bảo vệ thiết bị – ổn định vận hành.

Trong hệ thống PV, tiếp địa bao gồm 3 nhóm:

• Tiếp địa an toàn: chống điện giật cho người.

• Tiếp địa chống sét: dẫn dòng sét lan truyền xuống đất.

• Tiếp địa chống nhiễu: ổn định tín hiệu cho inverter và thiết bị đo.

2. Vì sao tiếp địa điện mặt trời cực kỳ quan trọng?

2.1. Sét lan truyền và sét cảm ứng — sự khác nhau và tác hại với hệ PV

Hai cơ chế chính khi sét ảnh hưởng tới hệ điện mặt trời là sét lan truyền (conducted surge) và sét cảm ứng (induced surge) — cần phân biệt rõ:

• Sét lan truyền (sét theo đường dẫn / conducted surge):
  Là xung điện áp/dòng lớn đi trực tiếp theo đường dẫn dẫn điện có tiếp xúc vật lý với hệ thống, ví dụ: sét đánh vào lưới điện hoặc vào một đường cáp gần đó rồi lan truyền theo đường AC hoặc DC vào thiết bị. Ở trường hợp này, xung có thể truyền trực tiếp từ lưới điện vào inverter qua dây AC (hoặc từ nguồn ngoài qua cáp nối đất).

• Sét cảm ứng (sét cảm ứng điện từ / induced surge):
  Xảy ra khi sét đánh ở khoảng cách (không chạm trực tiếp vào hệ), trường điện từ của sét làm cảm ứng ra điện áp trên các dây dẫn dài (ví dụ: tấm pin trên mái, dây DC) khiến xuất hiện xung áp/dòng đi vào hệ. Đây là lý do tấm pin và khung độ cao, phẳng dễ bị ảnh hưởng ngay cả khi không có tiếng sét đánh trực tiếp.

Tác hại với hệ PV: cả hai loại xung trên đều có thể gây hỏng thiết bị (SPD, inverter, các thành phần điện tử), tăng rò rỉ, giảm công suất, thậm chí gây cháy nổ nếu không xử lý đúng.

2.2. Bảo vệ inverter khỏi xung sét và dòng cảm ứng

Để bảo vệ inverter và phần điện tử nhạy cảm, cần xử lý cả hai cơ chế:

• Chống sét lan truyền: lắp SPD (Surge Protective Device) cho đường AC và đường DC, đảm bảo SPD được nối đất hiệu quả để dẫn dòng sét vào đất thay vì vào thiết bị.

• Giảm sét cảm ứng: thực hiện liên kết đồng đều khung nhôm, rail, tấm pin và dây dẫn về hệ tiếp địa; giảm vòng dây (loop) dài đã làm tăng cảm ứng; dùng cáp ngắn, bố trí routing hợp lý để giảm khuếch đại cảm ứng.

Nếu chỉ làm một bên (ví dụ chỉ làm SPD AC mà không nối đất khung/tấm), hệ vẫn có thể bị tổn thương do năng lượng cảm ứng tích tụ trên khung/tấm và đi vào inverter qua các kết nối.

3. Tiêu chuẩn tiếp địa trong hệ thống điện mặt trời

3.1. Trị số điện trở tiếp địa

Theo khuyến cáo thực tế:

• Điện mặt trời dân dụng: R ≤ 10Ω (mục tiêu đạt thấp hơn nếu có thể).

• Điện mặt trời công nghiệp – nhà xưởng: R ≤ 4Ω.

• Mục tiêu tối ưu (khi có điều kiện): ≤ 1–2Ω giúp hiệu quả thoát xung và giảm điện áp bước/chạm.

3.2. Dùng chung hay dùng riêng?

Khuyến nghị thực tế:

• AC: tiếp địa thường liên kết với hệ tiếp địa tổng của tòa nhà (nhằm đảm bảo an toàn và bảo vệ thiết bị).

• DC / khung tấm: nên có liên kết tiếp địa rõ ràng (cọc hoặc thanh cái) và được đấu nối tới hệ chung bằng mối nối đúng kỹ thuật — nhưng cần bố trí hợp lý để tránh tạo vòng lặp lớn cho dòng sét.

4. Những lưu ý kỹ thuật quan trọng khi thi công tiếp địa hệ điện mặt trời

4.1. Tiếp địa từng tấm pin – từng thanh rail

Khung tấm pin thường có lớp xử lý bề mặt (anodize) làm giảm dẫn điện trực tiếp giữa các bộ phận. Vì vậy cần:

• Dùng kẹp nối đất (grounding clips) hoặc bulong tiếp địa chuyên dụng để đảm bảo mỗi rail/khung được nối điện tốt về hệ tiếp địa.

• Kiểm tra tính liên tục điện trở giữa các điểm khung để đảm bảo không có tấm “mất nối”.

4.2. Dùng dây tiếp địa đúng chuẩn

Nên dùng:

• Dây đồng trần hoặc đồng bọc kích thước phù hợp (thường ≥ 6mm², với các hệ lớn dùng 10mm² hoặc hơn tùy dòng).

• Tránh dùng dây thép chưa mạ hoặc dây kích thước nhỏ gây trở kháng lớn.

• Mối nối bắt buộc phải thật chặt, dùng kẹp/hàn Cadweld nếu cần liên kết lâu dài.

4.3. Tiếp địa cho inverter

• Inverter yêu cầu vỏ máy (PE) được nối đất chắc chắn.

• Nếu inverter có ngõ DC negative bonded hoặc floating thì làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất (có loại yêu cầu nối đất DC, có loại yêu cầu giữ floating). Luôn kiểm tra tài liệu kỹ thuật trước khi nối.

• Inverter hybrid và hệ có lưu trữ pin thường nhạy hơn với sai tiếp địa — cần tuân thủ hướng dẫn nhà sản xuất.

4.4. Lắp SPD đúng kỹ thuật

• Lắp SPD cho đường DC (PV+) và (PV-) đến đất, và cho đường AC (L, N đến PE) tùy cấu hình hệ.

• SPD phải có đường dẫn đất ngắn, thẳng và tiết diện phù hợp để giảm điện trở nối đất của SPD.

• Vị trí SPD: càng gần thiết bị cần bảo vệ càng tốt (ví dụ near inverter or combiner box), nhưng đồng thời đảm bảo bố trí tuân thủ hướng dẫn nhà sản xuất và quy trình an toàn.

• Lưu ý: thiết kế hệ thống bảo vệ phải xem xét cả SPD và bộ cắt (CB) — thứ tự/điểm lắp có thể khác nhau theo sơ đồ thiết kế; điều quan trọng là SPD có đường thoát về đất hiệu quả và không tạo ra mạch ngắn nguy hiểm khi SPD hoạt động.

4.5. Vị trí đóng cọc tiếp địa

• Ưu tiên nơi ẩm, đất tơi xốp để giảm điện trở.

• Cọc mạ đồng dài 2–3 m hoặc hệ cọc nhiều điểm khi đất khô.

• Dùng 2–4 cọc liên kết bằng băng đồng nếu cần, mối nối bằng hàn hóa nhiệt (Cadweld) để đảm bảo liên kết lâu dài.

5. Sai lầm phổ biến khiến tiếp địa không hiệu quả

• Chỉ đóng 1 cọc đất mà không đo R.

• Không nối đất từng tấm pin (chỉ nối ở điểm cuối).

• Liên kết AC–DC làm vòng lặp lớn mà không tính đến dòng sét.

• Đường thoát SPD dài, nhiều mối nối → tăng trở kháng.

• Dùng dây tiếp địa nhỏ hơn yêu cầu.

6. Kết luận

Tiếp địa điện mặt trời là hạng mục then chốt đảm bảo:

• An toàn cho người

• Bảo vệ inverter – tấm pin

• Giảm nguy cơ cháy nổ

• Tăng tuổi thọ toàn hệ thống

Một hệ thống PV đạt chuẩn cần hệ tiếp địa thiết kế đúng (xử lý cả sét lan truyền và sét cảm ứng) – điện trở đất thấp – liên kết AC/DC hợp lý – SPD đặt và nối đất chuẩn.