SỬA CHỮA TRANG TRẠI ĐIỆN MẶT TRỜI

Điện mặt trời đóng vai trò then chốt trong hệ thống năng lượng tái tạo quốc gia. Tuy nhiên, nhiều trang trại đang vận hành hiện nay gặp phải các lỗi nghiêm trọng như mất pha inverter, hư hỏng hàng loạt module, hoặc sự cố kết nối lưới điện, đòi hỏi quy trình sửa chữa chuyên sâu, chính xác và đồng bộ.

Nội dung bài viết

1. Giới thiệu về hệ thống điện mặt trời và nhu cầu sửa chữa chuyên sâu

1.1 Cấu trúc điển hình của một trang trại điện mặt trời quy mô lớn

Một trang trại điện mặt trời hiện đại thường bao gồm các thành phần sau:

Module pin năng lượng mặt trời: Mono PERC hoặc Bifacial, công suất 500–670Wp, hiệu suất trung bình 20–22%.
Chuỗi kết nối DC dài: điện áp hệ thống 1000–1500VDC, dòng điện lên đến 15–30A, nối từ 20–30 tấm pin trên mỗi chuỗi.
Inverter trung thế: công suất 250kW đến 2.5MW, tích hợp 6–12 MPPT, giao tiếp SCADA qua Modbus hoặc IEC 61850.
Trạm biến áp và hệ thống hòa lưới: nâng áp lên 22–35kV, tích hợp bảo vệ rơle số, đồng bộ với SCADA điều độ.
Hệ thống SCADA và logger dữ liệu: thu thập dữ liệu mỗi 5–15 phút, phân tích lỗi, cảnh báo bất thường.

1.2 Khi nào cần sửa chữa hệ thống điện mặt trời?

Một Solar Farm cần sửa chữa khi xuất hiện các dấu hiệu:

Sụt áp bất thường tại nhiều chuỗi pin, sai số giữa các chuỗi vượt 8–10%.
Inverter báo lỗi mất pha (Phase Loss) liên tục, đặc biệt vào giờ cao điểm phát điện.
Dữ liệu SCADA không đồng bộ, lỗi kết nối hoặc không cảnh báo sự cố inverter.
Module pin hư hỏng hàng loạt do lỗi sản xuất, sét lan truyền hoặc suy thoái đồng bộ (PID, LID).
Hệ thống bị cắt kết nối lưới đột ngột do lỗi phối hợp rơle, mất đồng bộ pha, hoặc lỗi thiết bị đóng cắt.

2. Tác động của sự cố và lợi ích khi sửa chữa đúng kỹ thuật

2.1 Ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn hệ thống

Mất pha inverter có thể làm sụt công suất hệ thống từ 5–15%, gia tăng dòng không cân bằng, gây nóng cáp, nguy cơ cháy.
Hư module hàng loạt sẽ kéo theo hiệu ứng “chuỗi domino” làm giảm công suất chuỗi, ảnh hưởng đến MPPT tổng.
Lỗi hòa lưới gây mất đồng bộ pha, có thể làm inverter bị cô lập, tăng nguy cơ phóng hồ quang, ảnh hưởng tới máy biến áp.

2.2 Lợi ích khi sửa chữa đúng kỹ thuật và đúng thiết bị

Khôi phục công suất hệ thống về gần mức thiết kế: PR tăng từ 72–75% lên >85%.
Giảm tần suất lỗi lặp lại inverter sau khi xử lý mất pha bằng phương pháp đo vector điện áp – dòng điện đầu ra.
Thay thế module đúng loại và thông số, đảm bảo đồng bộ quang điện và điện áp giữa các chuỗi.
Xử lý lỗi hòa lưới giúp duy trì đồng bộ pha, giảm THD tổng thể <3%, đảm bảo Power Factor >0.98 tại điểm đấu nối.

3. Các hạng mục sửa chữa điển hình trong trang trại điện mặt trời

3.1 Sửa lỗi mất pha inverter (inverter phase error fix)

Dấu hiệu nhận biết:

Inverter báo lỗi “Phase Loss” hoặc “Grid Fault” khi tải nhẹ – giờ thấp điểm.
Sóng hài đầu ra tăng >5%, điện áp không cân bằng giữa ba pha.
Nhiệt độ tụ DC hoặc cuộn cảm tăng nhanh dù tải thấp.

Quy trình xử lý:

Đo biên độ điện áp 3 pha tại ngõ ra inverter bằng đồng hồ oscilloscope >1MS/s.
Kiểm tra bộ lọc LC, relay đầu ra, tín hiệu điều khiển thyristor – IGBT.
Cập nhật firmware inverter để cải thiện thuật toán đồng bộ pha.
Tăng tần số kiểm tra điện áp đầu ra từ 1s/lần lên 250ms/lần.

Thông số mục tiêu sau sửa chữa:

Điện áp 3 pha lệch <2%
THD tổng <3%
PF >0.98
Tỷ lệ thời gian hoạt động inverter >99.5%

3.2 Thay module hàng loạt (large-scale module replacement)

Nguyên nhân phổ biến:

Module lỗi đồng loạt do hiện tượng PID (Potential Induced Degradation) gây sụt áp tại cực âm của chuỗi.
Sét đánh lan truyền khiến nhiều tấm pin bị nứt vi mô, hỏng bypass diode.
Tấm pin không đạt chuẩn sau kiểm định IEC, sai lệch thông số công suất >10% so với công bố.

Quy trình thay thế hàng loạt:

Đánh giá IV Curve từng chuỗi bằng máy đo chuyên dụng (Seaward PV150, HT Solar I-V)
Lập danh sách module lỗi theo tiêu chí: ΔVmp ≥ 5%, ΔIsc ≥ 3%, hình ảnh hotspot qua camera nhiệt.
Thay thế đồng loạt ≥30% số lượng module nếu cùng đời, cùng lỗi (PID, LID, hotspot lan rộng)
Đảm bảo module thay thế có thông số Voc, Isc, Pmax ±3% so với module hiện hữu
Ghi nhận SN từng tấm mới vào hệ thống SCADA và hồ sơ vận hành

Thông số kiểm tra sau khi thay thế:

Sai số dòng các chuỗi ≤ 2%
Công suất chuỗi ≥ 98% công suất thiết kế
Nhiệt độ mặt kính đồng đều, hotspot không vượt quá 5°C so với nền

Lưu ý kỹ thuật: Không trộn module từ nhiều nhà sản xuất nếu không có thiết bị MPPT độc lập.

3.3 Xử lý lỗi kết nối lưới điện (grid connection troubleshooting)

Biểu hiện lỗi:

Inverter không thể hòa lưới, báo lỗi “Grid Over/Under Voltage”, “Grid Frequency Error”
Rơle bảo vệ cắt lưới ngay khi inverter bắt đầu khởi động
Sóng hài đầu ra vượt ngưỡng (THD > 5%) do nhiễu từ RMU hoặc từ sóng phản xạ

Phân tích nguyên nhân:

Lỗi cảm biến điện áp hoặc đồng bộ pha giữa inverter và RMU
Lỗi cấu hình rơle bảo vệ quá nhạy (QF, LVC, FFR…)
Suy hao cáp hoặc phản xạ do chiều dài đường dây AC vượt mức tính toán

Giải pháp khắc phục:

Kiểm tra đồng bộ pha bằng máy phân tích sóng hài (Fluke 435-II hoặc Chauvin Arnoux)
Hiệu chỉnh thông số bảo vệ của rơle trung gian: độ trễ, ngưỡng áp – tần số – góc pha
Lắp thêm bộ lọc sóng hài (active harmonic filter) nếu cần
Kiểm tra trở kháng đầu vào của RMU – máy biến áp và hiệu chỉnh hệ số tụ bù

Kết quả sau khắc phục:

Inverter đồng bộ trở lại trong vòng < 60 giây
Tần số lưới ổn định 49.9 – 50.1 Hz
Sai số pha < 1°
PF > 0.98 tại điểm đấu nối, THD tổng < 3%

4. Các thương hiệu thiết bị sửa chữa phù hợp theo phân khúc

4.1 Phân khúc cao cấp – SMA (Đức), ABB (Thuỵ Sĩ), OSIsoft (Mỹ)

SMA Sunny Central UP: Inverter trung tâm công suất lớn (1500V), hỗ trợ điều chỉnh đồng bộ lưới, tự động phát hiện lỗi PID.
ABB Emax2 ACB & Relays: Bảo vệ trung áp có chức năng chống đảo lưới, đồng bộ pha tự động, lưu log dữ liệu sự cố.
OSIsoft PI System: Nền tảng giám sát sự cố và sửa lỗi SCADA chuẩn IEC 61850, khả năng API mở rộng.

4.2 Phân khúc trung cấp – Sungrow (Trung Quốc), Siemens, Schneider Electric

Sungrow SG250HX: Inverter đa MPPT, hỗ trợ sửa lỗi mất pha thông qua kiểm soát firmware.
Siemens Reyrolle & SIPROTEC: Rơle bảo vệ đa chức năng, có thể tùy chỉnh biểu đồ Q-V-P-F.
Schneider ComX 510: Gateway hỗ trợ SCADA giám sát sâu các điểm kết nối lưới.

4.3 Phân khúc phổ thông – Growatt, Trina Solar, GoodWe

Growatt MAX Series: Inverter tích hợp chức năng phát hiện lỗi mất pha và cảnh báo dòng mất cân bằng.
Trina TallMax: Module pin phổ biến, dễ thay thế, hiệu suất ổn định 19.5–21.3%.
GoodWe SDT G3: Biến tần đa chức năng, hỗ trợ phân tích lỗi hòa lưới đơn giản.

5. Vì sao chọn ETEK cho sửa chữa điện mặt trời quy mô lớn

5.1 Năng lực triển khai quốc tế và đa dạng thiết bị

ETEK đã thực hiện thành công nhiều dự án sửa chữa hệ thống điện mặt trời tại các vùng khí hậu và cấu hình kỹ thuật khác nhau ở Đông Nam Á, Trung Đông, và châu Phi. Các trường hợp điển hình bao gồm:

Khắc phục lỗi mất pha inverter tại cụm solar farm 50MW tại Thái Lan với thời gian dừng <6 giờ
Thay thế module hàng loạt sau sự cố sét lan truyền tại Algeria, áp dụng thiết bị đo dòng IV đồng bộ
Xử lý sự cố kết nối lưới điện tại một khu công nghiệp tại UAE với inverter ABB và rơle Schneider Electric

5.2 Đội ngũ kỹ sư được chứng nhận và trang thiết bị hiện đại

Đội kỹ thuật có chứng chỉ SMA Power+, Huawei SUN2000 Series, ABB Protection Systems
Sử dụng công cụ cao cấp như:
- FLIR T860 camera nhiệt độ cao
- Seaward PV150 máy đo đường cong I-V
- Fluke 435-II máy phân tích sóng hài và điện áp không ổn định
- Chauvin Arnoux CA8336 kiểm tra đồng bộ pha – dòng – áp 3 pha
Có khả năng phân tích sâu SCADA, đọc log lỗi inverter, lập lại bản đồ tracker – module cho toàn bộ dự án

5.3 Dịch vụ trọn gói từ đánh giá – sửa chữa – kiểm định – báo cáo

ETEK không chỉ dừng ở việc sửa chữa phần cứng, mà còn:

Thực hiện kiểm định lại toàn bộ hệ thống sau khi sửa
Xuất báo cáo chi tiết theo tiêu chuẩn IEC 62446-1, IEC 61724-1
Hỗ trợ nâng cấp firmware, đồng bộ lại SCADA, tái hiệu chuẩn toàn bộ cảm biến
Gửi báo cáo kỹ thuật có thể sử dụng cho nhà đầu tư, ngân hàng tài trợ hoặc cơ quan điều độ quốc gia

6. Kết luận và khuyến nghị kỹ thuật dài hạn

6.1 Sửa chữa chuyên sâu – yếu tố quyết định hiệu suất lâu dài

Hệ thống điện mặt trời có thể hoạt động 25–30 năm, nhưng sự cố về thiết bị hoặc kết nối sẽ xảy ra không tránh khỏi. Đặc biệt với quy mô trang trại, một lỗi nhỏ như mất pha inverter, nếu không phát hiện và sửa kịp thời, có thể dẫn tới tổn thất hàng tỷ đồng/năm.

Việc sửa chữa module hàng loạt đúng cách và xử lý lỗi kết nối lưới điện không chỉ giúp phục hồi công suất mà còn bảo vệ toàn hệ thống khỏi các rủi ro lan truyền.

6.2 Khuyến nghị dài hạn từ ETEK

Định kỳ kiểm tra inverter theo tháng: phân tích tần suất lỗi, nhiệt độ, sóng hài, dữ liệu log
Thực hiện đo IV Curve và camera nhiệt theo quý: để phát hiện module lỗi sớm
Kiểm tra lại relay và rơle bảo vệ 6 tháng/lần: đặc biệt nếu trang trại từng gặp lỗi đồng bộ pha
Lưu trữ nhật ký SCADA đầy đủ: phục vụ truy xuất và báo cáo các lỗi lặp lại
Đào tạo đội ngũ onsite: xử lý sự cố cấp 1, nhận diện lỗi để tránh dừng hệ thống kéo dài
Phối hợp với nhà cung cấp thiết bị gốc (OEM): bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật khi cần thay thế hàng loạt

Sản phẩm và dịch vụ liên quan: