Pin năng lượng mặt trời bị cháy là sự cố hiếm gặp nhưng có thể gây thiệt hại lớn nếu xảy ra trên mái nhà, nhà xưởng hoặc khu vực có nhiều vật liệu dễ cháy. Nguyên nhân thường không nằm ở bản thân tấm pin mà liên quan đến lỗi thiết bị, đấu nối, dây dẫn, lắp đặt hoặc bảo trì không đúng kỹ thuật. Hiểu rõ vì sao pin năng lượng mặt trời bị cháy sẽ giúp chủ đầu tư nhận diện rủi ro sớm và chủ động bảo vệ hệ thống.
Pin năng lượng mặt trời có dễ cháy không?
Về bản chất, tấm pin quang điện không phải là thiết bị dễ bắt lửa. Tuy nhiên, một hệ thống điện mặt trời vẫn có thể phát sinh cháy do các thành phần điện, dây dẫn, đầu nối hoặc lỗi kỹ thuật trong quá trình vận hành.
Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, các vụ cháy liên quan đến hệ thống điện mặt trời có thể xuất phát từ lỗi thiết kế, lỗi linh kiện hoặc lắp đặt không đúng kỹ thuật. Những vấn đề này có thể tạo ra hồ quang điện và điểm nóng, từ đó gây cháy các vật liệu dễ bắt lửa xung quanh.
Tại Việt Nam, cơ quan chức năng cũng cảnh báo các nguy cơ như thiết bị kém chất lượng, lắp đặt sai kỹ thuật, quá tải, chập điện, hồ quang điện một chiều, thiếu bảo trì và giải pháp chống sét không phù hợp có thể dẫn đến cháy nổ hệ thống điện mặt trời áp mái.
Vì vậy, khi tìm hiểu nguyên nhân pin năng lượng mặt trời bị cháy, cần xem xét toàn bộ hệ thống thay vì chỉ tập trung vào tấm pin.
Nguyên nhân pin năng lượng mặt trời bị cháy
1. Hồ quang điện DC tại điểm đấu nối
Đây là một trong những nguyên nhân quan trọng cần đặc biệt lưu ý khi pin năng lượng mặt trời bị cháy.
Hệ thống điện mặt trời tạo ra dòng điện một chiều DC. Nếu đầu nối bị lỏng, đấu nối không chuẩn, tiếp xúc kém hoặc dây dẫn bị hư hỏng, khoảng hở có thể hình thành giữa các phần dẫn điện. Khi đó, dòng điện có thể tạo ra hồ quang điện.
Hồ quang điện sinh nhiệt rất lớn và có khả năng làm nóng chảy vật liệu, gây cháy lớp cách điện hoặc các vật liệu dễ bắt lửa xung quanh.
Nghiên cứu về các vụ cháy hệ thống PV cũng xác định hồ quang điện là nguyên nhân chính trong nhiều sự cố liên quan đến cháy, trong đó đầu nối là một trong những vị trí cần được kiểm soát chặt chẽ.
2. Đầu nối DC bị lỏng hoặc sử dụng không tương thích
Các đầu nối giữa module, dây cáp và thiết bị DC phải được lựa chọn và lắp đặt đúng tiêu chuẩn.
Nếu đầu nối bị lỏng, ép không đủ lực, bị oxy hóa hoặc sử dụng các đầu nối không tương thích, điện trở tiếp xúc có thể tăng. Khi hệ thống hoạt động liên tục, nhiệt tích tụ tại điểm tiếp xúc và làm tăng nguy cơ hư hỏng.
Đây cũng là lý do pin năng lượng mặt trời bị cháy đôi khi xuất hiện sau một thời gian vận hành thay vì ngay sau khi lắp đặt.
3. Dây dẫn bị hư hỏng
Dây DC ngoài trời phải chịu tác động liên tục của:
- Nắng nóng và tia UV.
- Mưa, độ ẩm.
- Gió và rung động.
- Chuột, chim hoặc côn trùng.
- Tác động cơ học trong quá trình thi công, vệ sinh.
- Lỗi đi dây hoặc cố định dây không đúng cách.
Khi lớp cách điện bị nứt, trầy xước hoặc xuống cấp, nguy cơ chập mạch, phóng điện và hồ quang tăng lên.
Vì vậy, hiện tượng pin năng lượng mặt trời bị cháy có thể bắt nguồn từ hệ thống dây dẫn dù bề mặt module vẫn trông tương đối bình thường.
4. Điểm nóng trên tấm pin
Hot spot hay điểm nóng là khu vực trên module có nhiệt độ cao bất thường so với phần còn lại.
Điểm nóng có thể hình thành do:
- Cell bị nứt hoặc tổn thương.
- Bóng che cục bộ.
- Bề mặt pin bám nhiều bụi bẩn.
- Lỗi diode bypass.
- Khiếm khuyết trong cell hoặc mối hàn.
- Suy giảm vật liệu theo thời gian.
Nếu không phát hiện và xử lý, nhiệt tập trung có thể làm giảm hiệu suất, đẩy nhanh quá trình xuống cấp của module và trong trường hợp nghiêm trọng làm tăng nguy cơ cháy.
5. Lắp đặt hệ thống không đúng kỹ thuật
Một hệ thống điện mặt trời an toàn không chỉ phụ thuộc vào chất lượng tấm pin.
Nếu đơn vị thi công:
- Tính toán sai thiết kế.
- Đi dây không đúng quy cách.
- Đấu nối sai.
- Không đảm bảo tiếp địa.
- Không bảo vệ dây khỏi tác động cơ học.
- Bố trí thiết bị thiếu khoảng cách.
- Không tuân thủ yêu cầu về an toàn điện và PCCC.
thì nguy cơ pin năng lượng mặt trời bị cháy sẽ tăng lên.
Thực tế, nghiên cứu về cháy trong hệ thống PV cho thấy thực hành lắp đặt kém là một yếu tố phổ biến liên quan đến nhiều dạng lỗi của hệ thống.
6. Thiết bị hoặc vật tư kém chất lượng
Tấm pin, dây cáp, đầu nối, cầu chì, thiết bị đóng cắt và inverter đều có vai trò trong độ an toàn của toàn hệ thống.
Sử dụng linh kiện không đảm bảo chất lượng hoặc không phù hợp với thông số kỹ thuật có thể làm tăng nguy cơ quá nhiệt, chập điện và phóng hồ quang.
Do đó, khi đầu tư hệ thống, không nên chỉ so sánh dựa trên công suất và giá thành mà cần đánh giá cả chất lượng thiết bị, nguồn gốc và năng lực của đơn vị thiết kế, thi công.
Dấu hiệu cảnh báo pin năng lượng mặt trời có nguy cơ cháy
Không phải trường hợp pin năng lượng mặt trời bị cháy nào cũng xảy ra đột ngột. Một số dấu hiệu bất thường có thể xuất hiện trước đó.
Hiệu suất hệ thống giảm bất thường
Nếu sản lượng điện giảm rõ rệt dù điều kiện thời tiết và bức xạ không thay đổi tương ứng, cần kiểm tra module, dây dẫn, inverter và các điểm đấu nối.
Xuất hiện vùng nóng bất thường
Có thể sử dụng camera nhiệt để kiểm tra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các module. Một khu vực có nhiệt độ cao bất thường có thể là dấu hiệu của hot spot hoặc lỗi kết nối.
Có mùi khét hoặc dấu hiệu cháy xém
Mùi nhựa cháy, dây dẫn đổi màu, đầu nối nóng chảy hoặc hộp đấu nối có dấu hiệu biến dạng đều cần được kiểm tra ngay.
Inverter thường xuyên báo lỗi
Các cảnh báo về cách điện, dòng điện, điện áp hoặc lỗi DC không nên bị bỏ qua. Việc tiếp tục vận hành khi hệ thống đang báo lỗi có thể làm sự cố nghiêm trọng hơn.
Âm thanh bất thường tại khu vực đấu nối
Tiếng lách tách, rè hoặc dấu hiệu phóng điện tại đầu nối là cảnh báo nguy hiểm và cần được kỹ thuật viên kiểm tra.
Làm gì khi pin năng lượng mặt trời bị cháy?
Khi phát hiện pin năng lượng mặt trời bị cháy, ưu tiên đầu tiên là bảo vệ con người, không phải cứu thiết bị.
1. Nhanh chóng đưa người ra khỏi khu vực nguy hiểm
Không đứng dưới khu vực tấm pin đang cháy và không cố tiếp cận để kiểm tra nguyên nhân.
2. Không tự ý chạm vào dây hoặc thiết bị
Một điểm quan trọng cần nhớ là tấm pin vẫn có thể phát điện khi có ánh sáng. Vì vậy, việc ngắt điện lưới hoặc tắt inverter không đồng nghĩa toàn bộ hệ thống PV đã hoàn toàn mất điện.
3. Gọi lực lượng PCCC khi đám cháy có nguy cơ lan rộng
Nếu đám cháy đã phát triển hoặc có nguy cơ lan sang công trình, cần nhanh chóng liên hệ lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp.
4. Không tự ý tháo dỡ hệ thống
Sau sự cố, hệ thống cần được kỹ thuật viên có chuyên môn kiểm tra toàn diện trước khi khôi phục vận hành.
Đặc biệt, không nên chỉ thay tấm pin bị cháy mà bỏ qua dây dẫn, đầu nối, inverter và các thiết bị liên quan. Nếu nguyên nhân nằm ở hệ thống đấu nối, việc thay module đơn lẻ không giải quyết được gốc rễ sự cố.
Cách phòng ngừa pin năng lượng mặt trời bị cháy
Phòng ngừa từ khâu thiết kế và lắp đặt luôn hiệu quả hơn xử lý khi sự cố đã xảy ra.
Chọn thiết bị đạt tiêu chuẩn
Ưu tiên tấm pin, inverter, dây cáp, đầu nối và thiết bị bảo vệ có nguồn gốc rõ ràng, thông số phù hợp với thiết kế.
Không nên lựa chọn thiết bị chỉ dựa vào giá thấp.
Thi công bởi đơn vị có chuyên môn
Đơn vị thi công cần hiểu rõ hệ thống điện DC, AC, tiếp địa, chống sét, bảo vệ quá dòng và các yêu cầu về PCCC.
Các đầu nối phải được lắp đúng kỹ thuật, dây dẫn phải được cố định và bảo vệ khỏi tác động cơ học.
Kiểm tra và bảo trì định kỳ
Cần kiểm tra:
- Tấm pin.
- Đầu nối.
- Dây DC.
- Hộp đấu nối.
- Inverter.
- Tủ điện.
- Hệ thống tiếp địa.
- Thiết bị chống sét.
- Các thiết bị bảo vệ.
Camera nhiệt cũng có thể được sử dụng để phát hiện các vùng nhiệt bất thường trước khi chúng phát triển thành sự cố nghiêm trọng.
Giữ khu vực quanh hệ thống thông thoáng
Không sử dụng khu vực bên dưới hệ thống pin để chứa hàng hóa, phế liệu hoặc vật liệu dễ cháy. Đồng thời cần vệ sinh lá cây, bụi bẩn và các vật liệu có thể tích tụ quanh hệ thống.
Cơ quan chức năng cũng khuyến cáo cần đảm bảo khoảng cách giữa các nhóm pin, giữa pin với mái và thiết bị điện nhằm hạn chế tích tụ nhiệt, đồng thời duy trì lối tiếp cận phục vụ kiểm tra và chữa cháy.
Kiểm tra sau mưa bão hoặc tác động cơ học
Sau mưa lớn, gió mạnh, sét hoặc các hoạt động sửa chữa trên mái, nên kiểm tra lại hệ thống. Dây dẫn bị kéo căng, đầu nối bị dịch chuyển hoặc module bị nứt đều có thể làm tăng rủi ro.
Pin năng lượng mặt trời bị cháy có phải do tấm pin kém chất lượng?
Không nhất thiết.
Đây là một hiểu lầm khá phổ biến khi xảy ra sự cố pin năng lượng mặt trời bị cháy.
Một hệ thống PV là tập hợp của nhiều thành phần: module, dây DC, đầu nối, inverter, tủ điện, thiết bị bảo vệ, tiếp địa và kết cấu lắp đặt. Chỉ một điểm đấu nối không đảm bảo cũng có thể tạo ra sự cố.
Do đó, khi pin năng lượng mặt trời bị cháy, cần xác định nguyên nhân thực tế thay vì mặc định lỗi thuộc về tấm pin.
Việc kiểm tra nên được thực hiện theo hướng truy tìm nguyên nhân từ toàn bộ chuỗi điện: module → đầu nối → dây DC → thiết bị bảo vệ → inverter → hệ thống AC và tiếp địa.
Có thể giảm nguy cơ cháy bằng cách nào?
Một hệ thống an toàn cần được kiểm soát theo nhiều lớp:
Thiết kế đúng → thiết bị đạt chuẩn → lắp đặt đúng kỹ thuật → bảo vệ điện phù hợp → kiểm tra định kỳ → xử lý sớm dấu hiệu bất thường.
Đặc biệt, cần xây dựng phương án ngắt hệ thống và xử lý sự cố rõ ràng. Sơ đồ bố trí pin, đường dây và thiết bị nên được lưu giữ để hỗ trợ kiểm tra cũng như công tác chữa cháy khi cần thiết.
Điều quan trọng là không nên chờ đến khi pin năng lượng mặt trời bị cháy mới kiểm tra hệ thống. Những dấu hiệu như điểm nóng, đầu nối đổi màu, dây dẫn xuống cấp hay inverter liên tục báo lỗi đều cần được xử lý sớm.
Pin năng lượng mặt trời bị cháy thường liên quan đến hồ quang DC, đầu nối, dây dẫn, điểm nóng, lỗi thiết bị hoặc lắp đặt chưa đúng kỹ thuật. Vì vậy, để hạn chế nguy cơ pin năng lượng mặt trời bị cháy, chủ đầu tư cần lựa chọn thiết bị chất lượng, thi công đúng chuẩn và kiểm tra hệ thống định kỳ. Đầu tư bài bản ngay từ đầu không chỉ giúp hệ thống vận hành ổn định mà còn tăng mức độ an toàn cho công trình và người sử dụng.
Nếu bạn đang cần tư vấn thiết kế hệ thống điện mặt trời, lựa chọn thiết bị hoặc giải pháp lưu trữ phù hợp, hãy tham khảo các giải pháp từ MasterSolar để được tư vấn theo nhu cầu sử dụng thực tế.