- Empty cart.
- Continue Shopping
Hiện Tượng Võng Tấm Pin Solar: Nguyên Nhân, Rủi Ro Và Giải Pháp Kỹ Thuật
- Posted on
admin
- Categories: Nghiên cứu độ võng tấm pin NLMT,Nghiên cứu năng lượng mặt trời
Cùng với xu hướng sử dụng các tấm pin công suất lớn từ 550W đến hơn 700W, hiện tượng võng tấm pin solar đang được nhiều chủ đầu tư và đơn vị thi công quan tâm.
Không khó để bắt gặp những hình ảnh hệ thống điện mặt trời áp mái mà phần giữa của module thấp hơn so với hai đầu. Điều này làm dấy lên nhiều tranh luận:
- Võng tấm pin có phải lỗi sản phẩm?
- Có ảnh hưởng đến hiệu suất phát điện không?
- Có cần gia cố thêm thanh đỡ hay không?
- Hiện tượng này có làm giảm tuổi thọ hệ thống?
Để đánh giá chính xác, cần xem xét hiện tượng võng dưới góc độ cơ học kết cấu, đặc tính vật liệu và điều kiện vận hành thực tế của hệ thống điện mặt trời.
Hiện tượng võng tấm pin solar là gì?
Võng tấm pin solar (Solar Panel Sagging) là hiện tượng phần giữa module thấp hơn so với các vị trí được đỡ bởi rail hoặc điểm kẹp.
Hiện tượng này thường xuất hiện ở:
- Tấm pin công suất lớn.
- Module có chiều dài trên 2,2 mét.
- Hệ thống có khoảng cách rail tương đối lớn.
- Khu vực thường xuyên chịu tải trọng gió.
Trong đa số trường hợp, độ võng xuất hiện từ từ sau khi hệ thống vận hành một thời gian.
Vì sao tấm pin solar bị võng?
1. Kích thước module ngày càng lớn
Để tăng công suất, các nhà sản xuất phải tăng diện tích bề mặt pin.
Một tấm pin:
- 400W đời cũ thường dài khoảng 2 mét.
- 600W hiện nay dài khoảng 2,2 – 2,4 mét.
Khi chiều dài tăng lên, độ cứng tổng thể của module giảm tương đối và khả năng võng tăng theo quy luật cơ học kết cấu.
Đây là nguyên nhân phổ biến nhất.
2. Trọng lượng bản thân tấm pin
Các module hiện đại thường có trọng lượng:
- 30 kg
- 32 kg
- 35 kg
- Thậm chí trên 38 kg
Khi chỉ được đỡ tại các điểm rail tiêu chuẩn, phần giữa luôn chịu tải trọng liên tục trong nhiều năm.
Tải trọng này tạo ra độ võng tự nhiên cho toàn bộ kết cấu.
3. Giãn nở nhiệt liên tục
Trong điều kiện vận hành thực tế:
- Ban đêm nhiệt độ khoảng 25°C.
- Ban ngày bề mặt pin có thể vượt 65°C.
Chu kỳ nóng – lạnh diễn ra hàng nghìn lần trong vòng đời dự án.
Điều này khiến:
- Khung nhôm
- Kính cường lực
- EVA
- Cell quang điện
liên tục giãn nở và co lại.
Theo thời gian có thể tạo ra biến dạng cơ học nhỏ trên module.
4. Tải trọng gió
Gió là yếu tố thường bị đánh giá thấp.
Khi gió tác động lên mặt trước và mặt sau module sẽ tạo ra:
- Lực ép xuống.
- Lực hút lên.
- Rung động tuần hoàn.
Ở khu vực ven biển hoặc vùng cao, tải trọng gió thường là nguyên nhân chính gây tăng độ võng theo thời gian.
Võng tấm pin có ảnh hưởng đến hiệu suất điện không?
Trong phần lớn trường hợp:
Không ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng điện.
Nguyên nhân là vì:
- Góc tiếp nhận bức xạ mặt trời gần như không thay đổi.
- Cell quang điện vẫn hoạt động bình thường.
- Không phát sinh che bóng.
Do đó một module võng nhẹ vẫn có thể phát điện tương đương module không võng.
Đây là lý do nhiều hệ thống vận hành ổn định dù xuất hiện độ võng sau nhiều năm sử dụng.
Khi nào hiện tượng võng trở thành vấn đề?
Điều đáng lo không phải là độ võng đơn thuần mà là các hậu quả kéo theo.
Nứt tế bào quang điện (Micro-crack)
Ứng suất cơ học kéo dài có thể gây:
- Nứt vi mô trong cell.
- Đứt đường dẫn điện.
Ban đầu gần như không thể quan sát bằng mắt thường.
Nhưng về lâu dài có thể làm giảm hiệu suất module.
Hotspot
Khi một nhóm tế bào bị ảnh hưởng bởi ứng suất cơ học, dòng điện không còn phân bố đồng đều.
Kết quả là:
- Nhiệt độ cục bộ tăng cao.
- Xuất hiện điểm nóng.
- Gia tăng tốc độ lão hóa module.
Vỡ kính hoặc biến dạng khung
Nếu hệ thống đồng thời chịu:
- Gió bão lớn.
- Kết cấu đỡ yếu.
- Khoảng cách rail không phù hợp.
thì nguy cơ nứt kính hoặc cong khung có thể xảy ra.
Có nên bổ sung thanh đỡ giữa?
Đây là giải pháp đang được nhiều đơn vị EPC áp dụng cho các module công suất lớn.
Lợi ích
- Giảm độ võng.
- Giảm rung động.
- Phân bố tải trọng tốt hơn.
- Tăng độ bền lâu dài.
Đặc biệt phù hợp với:
- Tấm pin trên 600W.
- Khu vực nhiều gió.
- Hệ thống mái cao.
Lưu ý
Không nên:
- Chèn gỗ.
- Kê cao su.
- Đỡ trực tiếp vào mặt lưng module.
Các giải pháp này tạo ra điểm chịu lực tập trung và có thể gây phản tác dụng.
Giải pháp đúng là thiết kế thanh support theo tiêu chuẩn kết cấu của nhà sản xuất.
Góc nhìn của người làm nghề
Thực tế thi công hiện nay cho thấy:
Phần lớn các tấm pin công suất lớn đều có độ võng nhất định sau thời gian vận hành.
Điều đó không đồng nghĩa với việc module bị lỗi hay sắp hỏng.
Một kỹ sư điện mặt trời thường quan tâm đến:
- Độ võng tăng nhanh hay ổn định.
- Có xuất hiện rung động hay không.
- Có dấu hiệu hotspot không.
- Có phát hiện micro-crack không.
- Sản lượng điện có suy giảm bất thường không.
Đây mới là các chỉ số phản ánh sức khỏe thực sự của hệ thống.
Kết luận
Hiện tượng võng tấm pin solar là đặc điểm khá phổ biến đối với các module công suất lớn hiện nay. Nguyên nhân chủ yếu đến từ kích thước ngày càng lớn, trọng lượng module, giãn nở nhiệt và tác động của tải trọng gió.
Trong đa số trường hợp, độ võng nhẹ không làm giảm đáng kể hiệu suất phát điện. Tuy nhiên, nếu độ võng quá lớn hoặc đi kèm với rung động, hotspot, nứt cell hoặc biến dạng khung, hệ thống cần được kiểm tra và gia cố kịp thời.
Đối với các dự án điện mặt trời hiện đại, việc tính toán kết cấu giá đỡ và tải trọng gió ngay từ giai đoạn thiết kế là giải pháp hiệu quả nhất để hạn chế hiện tượng võng và đảm bảo tuổi thọ vận hành trên 25 năm.
