Trong bài viết này, tôi thảo luận về lý do, thời điểm và cách thức đấu cầu chì cho các tấm pin mặt trời. Bạn sẽ biết khi nào cần đấu cầu chì cho các tấm pin mặt trời của mình, cách tìm ra mức cường độ dòng điện của cầu chì và cách  đấu cầu chì cho các tấm pin mặt trời.

Bạn có cần cầu chì giữa tấm pin mặt trời và bộ điều khiển sạc không?

Mặc dù nó thường được khuyến nghị như một phương tiện bảo vệ quá dòng, nhưng không phải lúc nào bạn cũng phải sử dụng cầu chì giữa các tấm pin mặt trời và bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời.

Đây là một quy tắc đơn giản để làm theo:

Nếu các tấm pin mặt trời của bạn được mắc nối tiếp thì thường không cần cầu chì.

Điều này là do kết nối nối tiếp không làm tăng dòng điện hệ thống (ampe) và nó sẽ không đẩy nhiều dòng điện qua các bảng hơn mức chúng có thể xử lý.

Mặt khác, nếu bạn có các kết nối song song trong hệ thống điện mặt trời của mình, bạn nên đấu cầu chì cho từng  tấm pin mặt trời hoặc chuỗi tấm pin trong dãy.

Trong thiết lập song song, dòng điện của toàn bộ mảng bằng tổng dòng điện từ tất cả các tấm pin mặt trời hoặc chuỗi tấm pin.

Trong trường hợp xảy ra đoản mạch ở một trong các tấm, điện trở trong của nó sẽ không đáng kể. Vì dòng điện đi theo đường có điện trở nhỏ nhất nên tất cả dòng điện từ các bảng hoặc dây khác sẽ chạy qua bảng bị chập mạch. Nếu bảng đó không được thiết kế để xử lý dòng điện cao như vậy, nó có thể bị hư hỏng hoặc thậm chí gây nguy hiểm hỏa hoạn.

Khi nào bạn cần đấu cầu chì các tấm pin mặt trời của mình?

Theo Điều 690.9 của Bộ luật Điện Quốc gia Mỹ (NEC), bạn nên sử dụng cầu chì nếu Dòng điện tối đa của mảng năng lượng mặt trời của bạn vượt quá Định mức dòng tối đa của các tấm pin mặt trời.

Thông thường, bạn có thể tìm thấy Xếp hạng cầu chì dòng tối đa trên bảng tên của tấm pin mặt trời. Nhưng chính xác thì Dòng điện tối đa của mảng năng lượng mặt trời là bao nhiêu?

Để hiểu điều này, hãy xem xét rằng trong cấu hình song song, tổng dòng điện của mảng mặt trời là tổng dòng điện từ tất cả các tấm pin mặt trời hoặc chuỗi trong mảng.

Dòng điện cao nhất mà một tấm pin mặt trời có thể tạo ra là dòng điện ngắn mạch (Isc). Vì vậy, dòng điện dự kiến ​​cao nhất từ ​​mảng năng lượng mặt trời là tổng dòng điện ngắn mạch của tất cả các tấm hoặc dây.

Ví dụ: nếu bạn có 4 tấm pin mặt trời được mắc song song, mỗi tấm có định mức Isc là 5 Amps thì tổng định mức dòng điện ngắn mạch của mảng là 20 Amps (4 lần 5 Amps).

Tuy nhiên, hãy nhớ rằng mức đánh giá này được xác định trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, bao gồm mức độ ánh sáng mặt trời mô phỏng cụ thể.

Trong trường hợp cường độ ánh sáng mặt trời cao hơn (bức xạ quá mức), dòng điện ngắn mạch thực tế có thể vượt quá giá trị định mức này. NEC 690.8 tính đến điều này bằng cách xác định Dòng điện tối đa là tổng xếp hạng dòng điện ngắn mạch của mô-đun PV nhân với 1,25.

Để làm cho điều này rõ ràng hơn, hãy lấy một ví dụ:

Tôi có 2 tấm pin mặt trời – 100W, mỗi tấm có thông số kỹ thuật sau:

Trên bảng tên, nhà sản xuất cung cấp các thông số kỹ thuật sau cho từng tấm pin mặt trời:

• Định mức Dòng điện ngắn mạch (Isc) là 6,23 Amps.
• A Xếp hạng cầu chì sê-ri tối đa là 15 Amps.

Bây giờ, hãy xác định xem tôi có cần nối cầu chì hai tấm pin mặt trời này khi kết nối song song hay không.

• Đầu tiên, tôi sẽ tính tổng dòng ngắn mạch của mảng:
• Dòng ngắn mạch của mảng (Amps) = Dòng ngắn mạch của một tấm pin mặt trời (Amps) x 2
• Dòng điện ngắn mạch của mảng (Amps) = 6,23 Amps x 2
• Dòng điện ngắn mạch của mảng (Amps) = 12,46 Amps
• Tiếp theo, tôi sẽ tính Dòng điện tối đa của mảng bằng quy tắc 1,25 của NEC:
• Dòng điện tối đa của mảng (Amps) = Dòng ngắn mạch của mảng (Amps) x 1,25
• Dòng điện tối đa của mảng (Amps) = 12,46 Amps x 1,25
• Dòng điện tối đa của mảng (Amps) = 15,57 Amps

Trong ví dụ này, vì Dòng điện tối đa của mảng vượt quá Xếp hạng cầu chì chuỗi tối đa của từng tấm pin mặt trời (15,57 Amps > 15 Amps), tôi sẽ cần sử dụng cầu chì cho các tấm pin mặt trời này.

Bây giờ, hãy tính toán kích thước phù hợp cho cầu chì mà tôi cần.

Làm cách nào để định cỡ cầu chì giữa các tấm pin mặt trời và bộ điều khiển sạc?

Theo Bảng 240.6 (A) của NEC, kích thước cầu chì tiêu chuẩn là:

10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 , 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000 5000, và 6000 Ampe.

Để xác định kích thước của cầu chì mà bạn cần cho các tấm pin mặt trời, hãy nhân định mức Dòng điện ngắn mạch (tính bằng Amps) trên các tấm pin mặt trời của bạn với 1,56 và khớp giá trị đó với định mức amp cầu chì tiêu chuẩn bằng hoặc lớn hơn tiếp theo.

Tuy nhiên, hãy đảm bảo không vượt quá Xếp hạng cầu chì dòng tối đa trên các tấm pin mặt trời của bạn.

Theo dõi ví dụ trước của chúng tôi, mỗi tấm pin mặt trời có mức dòng điện ngắn mạch là 6,23 Amps. Bước đầu tiên là nhân giá trị đó với 1,56:

• Kích thước cầu chì (Ampe) bằng hoặc lớn hơn 6,23 Amps x 1,56
• Kích thước cầu chì (Ampe) bằng hoặc lớn hơn 9,71 Amps
• Xếp hạng amp cầu chì tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo là 10 Amps.

Vì kích thước cầu chì này không vượt quá Xếp hạng cầu chì dòng tối đa trên các tấm pin mặt trời của tôi (15 Amps), nên tôi sẽ sử dụng 2 cầu chì có dòng điện định mức 10 Amps, một cầu chì cho mỗi tấm pin mặt trời.

Sơ đồ cầu chì của bảng điều khiển năng lượng mặt trời: nơi để cầu chì các tấm pin mặt trời của bạn?

Khi cần có cầu chì, cầu chì phải được đặt trên dây dương của từng dây năng lượng mặt trời trên dãy. Ví dụ: nếu bạn có 4 tấm pin mặt trời song song, một cầu chì sẽ được đặt trên dây dương của mỗi tấm pin mặt trời, tổng cộng có 4 cầu chì.

Nếu bạn có 4 tấm pin mặt trời được nối dây theo cấu hình 2S2P (2 chuỗi 2 tấm pin mặt trời song song nối tiếp), nên đặt một cầu chì trên dây dương của mỗi chuỗi, tổng cộng là 2 cầu chì.

Hãy hình dung điều này bằng cách sử dụng sơ đồ.

Sơ đồ 1: 4 tấm pin mặt trời mắc song song

Trong thiết lập này, bạn cần 4 cầu chì, một cầu chì cho mỗi kết nối bảng năng lượng mặt trời. Ví dụ: nếu chúng ta sử dụng giá đỡ cầu chì MC4, giá đỡ cầu chì sẽ được kết nối giữa đầu nối MC4 dương của mỗi tấm pin mặt trời và đầu vào của đầu nối nhánh MC4.

Ví dụ 3: Kết nối song song

Trong cấu hình này, bạn cần 2 cầu chì, một cầu chì cho mỗi chuỗi song song. Nếu bạn đang sử dụng giá đỡ cầu chì MC4 thì mỗi giá đỡ cầu chì sẽ được kết nối giữa đầu nối MC4 tượng trưng cho đầu dương của mỗi chuỗi và đầu vào của đầu nối nhánh MC4.

Bây giờ, chúng ta hãy xem một ví dụ thực tế để làm rõ hơn điều này.

Làm thế nào để đấu cầu chì các tấm pin mặt trời của bạn?

Cách đơn giản nhất để cầu chì các tấm pin mặt trời của bạn là sử dụng cầu chì MC4, về cơ bản là các đầu nối MC4 được trang bị giá đỡ cầu chì. Các đầu nối này liên kết đầu nối của tấm pin mặt trời với đầu nối nhánh.

Sau khi bạn có cầu chì, hãy xác định các đầu nối MC4 dương trên tấm pin mặt trời của bạn; đây thường là các đầu nối đực và thường được đánh dấu bằng dấu “+”.

Khi bạn đã xác định được các dây dẫn dương, hãy gắn chúng vào giá đỡ cầu chì MC4 của bạn.

Với các cầu chì hiện đã được kết nối với các tấm pin mặt trời, bạn có thể liên kết các cầu chì MC4 với đầu vào của đầu nối nhánh MC4 đầu tiên để tạo ra dây dương cho mảng năng lượng mặt trời của mình. Kết nối đầu nối âm MC4 của tấm pin mặt trời với đầu nối nhánh MC4 thứ hai để tạo dây âm cho mảng năng lượng mặt trời.

Và bạn có nó rồi đấy! Các tấm pin mặt trời của bạn hiện đã được đấu cầu chì và sẵn sàng tạo ra năng lượng.