Chứng nhận của tấm pin hoặc biến tần chỉ phản ánh phạm vi an toàn của thiết bị tương ứng. Chất lượng lắp đặt của toàn hệ thống vẫn phải được kiểm tra riêng từng đặc tính.
Một trong những tiêu chuẩn trọng tâm là TCVN 7447-7-712:2019 – Hệ thống lắp đặt điện hạ áp – Phần 7-712: Hệ thống nguồn quang điện mặt trời. Tiêu chuẩn tương đương hoàn toàn IEC 60364-7-712:2017.
TCVN 7447-7-712:2019 áp dụng cho hệ thống PV không nối lưới, hệ thống vận hành song song với lưới và các cấu hình phối hợp tương ứng. Tiêu chuẩn tập trung vào yêu cầu an toàn phát sinh từ đặc tính của nguồn DC, trong đó có khả năng hình thành và duy trì hồ quang điện ngay cả khi dòng điện không lớn hơn dòng làm việc bình thường.
Sau khi lắp đặt, TCVN 11855-1:2017, tương đương IEC 62446-1:2016, quy định tài liệu, thử nghiệm nghiệm thu và kiểm tra hệ thống PV nối lưới. Tiêu chuẩn cũng có thể được sử dụng cho kiểm tra lại định kỳ, bảo trì hoặc cải tạo hệ thống.
Ở cấp mô-đun, TCVN 12232-1:2025 và TCVN 12232-2:2025 lần lượt quy định yêu cầu về kết cấu và thử nghiệm an toàn. Hai phiên bản năm 2025 đã thay thế bộ tiêu chuẩn năm 2019 và tương đương IEC 61730-1:2023, IEC 61730-2:2023.
Bộ chuyển đổi điện và bộ nghịch lưu được đề cập trong TCVN 12231-1:2019 và TCVN 12231-2:2019. Đầu nối DC dùng trong hệ thống PV được quy định tại TCVN 12718:2019, còn hộp kết nối mô-đun thuộc phạm vi của TCVN 12675:2020.
Phép đo an toàn phía DC
Phía DC là khu vực cần chú ý khi kiểm tra hệ thống điện mặt trời. Ngay cả khi đã ngắt phía AC của biến tần, mảng PV vẫn có khả năng tạo điện áp khi nhận bức xạ mặt trời.
Một đầu nối ép không đủ lực, cáp hỏng cách điện hoặc tiếp điểm tăng điện trở có thể tồn tại trong thời gian dài mà không làm hệ thống dừng phát điện. Sản lượng điện bình thường vì thế không phải thông số đủ để xác nhận trạng thái an toàn.
TCVN 11855-1:2017 mô tả các thử nghiệm nghiệm thu và tiêu chí kiểm tra nhằm xác nhận hệ thống PV nối lưới được lắp đặt an toàn và vận hành đúng. Quá trình kiểm tra có thể liên quan đến tính liên tục của dây bảo vệ và dây liên kết đẳng thế, cực tính, điện áp hở mạch, dòng điện và điện trở cách điện.
Máy đo điện trở cách điện hỗ trợ kiểm tra khả năng cách ly của mạch điện với đất hoặc các phần dẫn điện liên quan. Sự suy giảm điện trở cách điện có thể liên quan đến cáp hỏng, hơi ẩm, hộp nối bị xâm nhập nước hoặc các vấn đề trên chuỗi pin.
Đồng hồ vạn năng và ampe kìm có thể hỗ trợ đo điện áp, dòng điện và so sánh thông số giữa các chuỗi. Thiết bị phải phù hợp với điện áp DC cực đại, cấp đo và điều kiện an toàn của hệ thống đang kiểm tra.
Một điểm đáng chú ý là dữ liệu đo không chỉ nên được đánh giá theo dạng đạt hoặc không đạt. Nếu cùng một thông số được lưu từ lúc nghiệm thu và qua các lần bảo trì, xu hướng thay đổi có thể cung cấp thêm thông tin về tình trạng của hệ thống.
Hồ quang và điểm nóng có thể xuất hiện trước khi hệ thống báo lỗi
Hồ quang DC có thể hình thành tại đầu nối lỏng, tiếp điểm suy giảm hoặc dây dẫn hư hỏng. Khác với một số sự cố ngắn mạch, dòng điện tại vị trí hồ quang không nhất thiết tăng đủ lớn để thiết bị bảo vệ quá dòng tác động ngay.
Rủi ro này được đề cập trực tiếp trong TCVN 7447-7-712:2019. Tiêu chuẩn lưu ý hệ thống DC và dàn PV có những mối nguy khác với hệ thống AC thông thường, bao gồm khả năng tạo ra và duy trì hồ quang điện ở dòng không lớn hơn dòng vận hành bình thường.
Đây cũng là điểm cần chú ý đối với đầu nối DC. TCVN 12718:2019, tương đương IEC 62852:2014, quy định các yêu cầu an toàn và thử nghiệm đối với bộ nối dùng cho ứng dụng một chiều trong hệ thống quang điện.
Một đầu nối đạt tiêu chuẩn vẫn có thể trở thành vị trí phát nhiệt nếu quá trình lắp đặt không đạt yêu cầu. Lực ép đầu cốt, khả năng tương thích giữa các đầu nối, ứng suất lên cáp và tác động của môi trường đều có thể ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc.
Với hệ thống đang vận hành, camera ảnh nhiệt có thể hỗ trợ xác định đầu nối, hộp nối hoặc mô-đun có nhiệt độ khác thường. Phương pháp này đặc biệt hữu ích vì nhiều lỗi điện ban đầu biểu hiện dưới dạng tăng nhiệt trước khi gây mất công suất rõ rệt.
Ảnh nhiệt nên được phân tích cùng dữ liệu điện. Nhiệt độ bất thường giúp xác định vị trí cần kiểm tra, trong khi điện áp, dòng điện, điện trở cách điện hoặc các phép đo chuyên sâu hơn hỗ trợ tìm nguyên nhân.
Đường cong I-V cho biết nhiều hơn sản lượng điện
Đánh giá an toàn thường tập trung vào cách điện, bảo vệ và tiếp địa. Với hệ thống điện mặt trời, trạng thái của từng chuỗi pin cũng cần được theo dõi vì một hệ thống vẫn có thể phát điện khi một số mô-đun hoặc chuỗi đã xuất hiện bất thường.
Máy phân tích đường cong I-V ghi lại quan hệ giữa dòng điện và điện áp của mô-đun hoặc chuỗi PV. Hình dạng đường cong cung cấp nhiều thông tin hơn việc chỉ đọc điện áp hoặc dòng điện tại một điểm vận hành.
Sai lệch đường cong có thể liên quan đến che bóng, suy giảm mô-đun, diode bypass, điện trở nối tiếp tăng hoặc một số dạng bất thường khác. So sánh đường cong giữa các chuỗi có cấu hình tương đương còn giúp khoanh vùng chuỗi có đặc tính khác biệt.
Phép đo I-V không thay thế phép thử an toàn điện. Giá trị của phương pháp nằm ở khả năng kết hợp dữ liệu hiệu suất với dữ liệu đo điện để đánh giá tình trạng hệ thống đầy đủ hơn.
Nếu điện trở cách điện suy giảm đồng thời đường cong I-V của một chuỗi xuất hiện bất thường, phạm vi kiểm tra có thể được thu hẹp thay vì kiểm tra toàn bộ mảng pin.
Tiếp địa và chống sét cần được kiểm tra cùng hệ thống điện
Mảng pin trên mái có diện tích lớn, đường cáp DC kéo dài và nằm tại vị trí dễ chịu tác động của sét trực tiếp hoặc điện áp cảm ứng. Xung quá áp có thể truyền qua đường DC tới biến tần và các thiết bị điện phía sau.
Đánh giá chống sét không nên chỉ dựa vào việc có hay không thiết bị chống sét lan truyền. Hiệu quả bảo vệ còn liên quan đến cách bố trí dây dẫn, chiều dài đường kết nối, liên kết đẳng thế và hệ thống tiếp địa.
Bố trí cáp DC cũng ảnh hưởng đến điện áp cảm ứng. Hai dây thuộc cùng một mạch nếu tạo thành vòng dây lớn sẽ làm tăng diện tích vòng dẫn điện và có thể làm tăng tác động cảm ứng của trường điện từ do sét.
Đối với hệ thống tiếp địa, máy đo điện trở đất được sử dụng để xác định điện trở của hệ thống nối đất theo phương pháp đo phù hợp. Với một số cấu trúc tiếp địa, ampe kìm đo điện trở đất cho phép thực hiện phép đo mà không cần tách điện cực khỏi hệ thống.
Giá trị điện trở đất cũng nên được lưu lại qua các lần kiểm tra. Ăn mòn điện cực, suy giảm mối nối hoặc thay đổi điều kiện đất có thể làm thông số tiếp địa thay đổi sau nhiều năm khai thác.
Với công trình tại Việt Nam, yêu cầu chống sét và nối đất cần được xem xét cùng các tiêu chuẩn, quy chuẩn và yêu cầu kỹ thuật áp dụng cho loại công trình cụ thể.
Nghiệm thu đạt chuẩn không đảm bảo an toàn suốt vòng đời
Một hệ thống có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu tại thời điểm bàn giao nhưng trạng thái kỹ thuật không giữ nguyên trong 5, 10 hay 20 năm.
Cáp và vật liệu cách điện chịu nhiệt, tia cực tím và độ ẩm. Đầu nối trải qua nhiều chu kỳ nóng – nguội. Hộp nối có thể bị xâm nhập hơi ẩm. Điện cực tiếp địa và các điểm liên kết có thể bị ăn mòn. Mô-đun cũng suy giảm dần trong quá trình khai thác.
Vì vậy, giá trị lớn của thiết bị đo điện mặt trời không chỉ nằm ở phép đo nghiệm thu mà còn ở khả năng tạo dữ liệu để so sánh theo thời gian.
Có thể hình dung hồ sơ kỹ thuật ban đầu như một mốc tham chiếu của hệ thống. Điện áp hở mạch, dòng chuỗi, điện trở cách điện, điện trở đất, ảnh nhiệt và đường cong I-V được lưu tại thời điểm nghiệm thu sẽ có giá trị khi đối chiếu với kết quả sau vài năm.
An toàn điện mặt trời phải được đo, không chỉ kiểm tra chứng nhận
Các TCVN hiện hành tạo thành nhiều lớp kiểm soát an toàn khác nhau. TCVN 7447-7-712:2019 tập trung vào hệ thống lắp đặt PV; TCVN 11855-1:2017 hỗ trợ kiểm tra, thử nghiệm nghiệm thu và tái kiểm tra; TCVN 12232-1:2025 và TCVN 12232-2:2025 kiểm soát yêu cầu an toàn ở cấp mô-đun.
Các tiêu chuẩn dành cho bộ chuyển đổi, đầu nối và hộp kết nối tiếp tục bổ sung yêu cầu ở cấp linh kiện và thiết bị.
Nhưng tiêu chuẩn không thay thế phép đo tại công trình. Mối nối được thực hiện trên mái, tình trạng cách điện của chuỗi pin, điện trở tiếp địa hay sự suy giảm sau nhiều năm chỉ có thể được đánh giá dựa trên kiểm tra và dữ liệu thực tế.
Kết hợp dữ liệu từ các thiết bị đo lường giúp đánh giá hệ thống theo cả ba hướng: an toàn điện, tình trạng thiết bị và hiệu suất phát điện.
Một hệ thống điện mặt trời an toàn vì thế không chỉ cần đạt chuẩn ở ngày nghiệm thu. Trạng thái đó cần được kiểm chứng lại trong suốt quá trình vận hành.
