1. Giới Thiệu
Diode bypass là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, giúp bảo vệ các tấm pin (PV modules) khỏi hiện tượng hotspot (điểm nóng) và giảm thiểu tổn thất công suất khi có tấm pin bị che bóng hoặc hỏng. Khi diode bypass bị lỗi, nó có thể gây ra sụt giảm hiệu suất hệ thống, quá nhiệt, thậm chí cháy nổ. Do đó, việc kiểm tra, thay thế hoặc sửa chữa diode bypass kịp thời là một phần quan trọng trong quy trình bảo trì hệ thống (O&M).
Bài viết này sẽ hướng dẫn chi tiết:
-
Vai trò của diode bypass trong hệ thống điện mặt trời.
-
Dấu hiệu nhận biết diode bypass bị lỗi.
-
Quy trình thay thế/sửa chữa diode bypass.
-
Các biện pháp phòng ngừa hư hỏng diode bypass.
2. Vai Trò Của Diode Bypass Trong Hệ Thống Điện Mặt Trời
2.1. Chức năng chính của diode bypass
Diode bypass được lắp đặt song song với các cell pin mặt trời (thường là 1-3 diode cho mỗi tấm pin), có nhiệm vụ:
-
Ngăn chặn dòng điện ngược (reverse current): Khi một cell pin bị che bóng hoặc hỏng, diode bypass cho phép dòng điện đi vòng qua (bypass) thay vì chạy ngược vào cell pin, tránh gây quá nhiệt và cháy cell.
-
Giảm tổn thất công suất: Nếu không có diode bypass, toàn bộ chuỗi (string) có thể bị giảm công suất do một vài tấm pin hoạt động kém hiệu quả.
2.2. Vị trí lắp đặt diode bypass
-
Tích hợp sẵn trong junction box (hộp nối phía sau tấm pin).
-
Một số hệ thống lớn sử dụng diode rời lắp trên dây DC.
3. Dấu Hiệu Nhận Biết Diode Bypass Bị Lỗi
3.1. Giảm sản lượng điện đột ngột
-
Khi diode bypass hỏng, dòng điện không thể bypass qua cell pin bị lỗi, dẫn đến sụt giảm công suất toàn chuỗi.
-
Kiểm tra bằng phần mềm giám sát (SCADA, IoT) để phát hiện sự chênh lệch công suất giữa các string.
3.2. Tấm pin bị quá nhiệt (hotspot)
-
Diode hỏng làm tăng điện trở, gây nóng cục bộ tại vị trí diode hoặc cell pin.
-
Sử dụng máy ảnh nhiệt (thermal camera) để phát hiện điểm nóng.
3.3. Cháy hoặc biến dạng junction box
-
Diode bị chập có thể gây quá nhiệt, chảy nhựa hoặc cháy hộp nối.
-
Kiểm tra trực quan các dấu hiệu cháy xém, mùi khét.
3.4. Đo kiểm tra bằng đồng hồ VOM
-
Bước 1: Ngắt kết nối tấm pin khỏi hệ thống.
-
Bước 2: Dùng đồng hồ VOM ở chế độ đo diode.
-
Diode tốt: Chỉ số điện áp rơi (~0.5V – 0.7V khi đo thuận, vô cùng khi đo ngược).
-
Diode hỏng: Không có giá trị (hở mạch) hoặc thông mạch cả 2 chiều (chập).
-
4. Quy Trình Thay Thế/Sửa Chữa Diode Bypass
4.1. Chuẩn bị dụng cụ và an toàn
-
Dụng cụ cần thiết:
-
Tua vít, kìm cách điện, đồng hồ VOM.
-
Diode bypass thay thế (cùng thông số kỹ thuật).
-
Keo tản nhiệt (thermal paste), băng dính cách điện.
-
-
An toàn điện:
-
Ngắt kết nối DC (MC4 connector) và inverter trước khi thao tác.
-
Đeo găng tay cách điện, sử dụng thang cách điện nếu làm việc trên mái.
-
4.2. Các bước thay thế diode bypass
Trường hợp diode tích hợp trong junction box:
-
Tháo nắp junction box: Dùng tua vít mở ốc, tránh làm hỏng seal chống nước.
-
Xác định vị trí diode hỏng: Kiểm tra bằng mắt thường hoặc đo điện.
-
Tháo diode cũ: Hàn lại hoặc tháo kết nối cắm (tùy loại).
-
Lắp diode mới:
-
Bôi keo tản nhiệt nếu cần.
-
Hàn hoặc cắm chắc chắn, đúng cực (+/-).
-
-
Đóng nắp hộp: Bảo đảm kín nước, không hở mối nối.
Trường hợp diode rời trên dây DC:
-
Cắt điện và tháo kết nối MC4.
-
Tháo diode hỏng, thay thế bằng diode mới cùng loại.
-
Cách điện mối nối bằng băng dính chuyên dụng.
4.3. Kiểm tra sau thay thế
-
Đo lại thông số diode bằng VOM.
-
Khởi động hệ thống, theo dõi công suất bằng phần mềm giám sát.
-
Quét nhiệt để đảm bảo không còn hotspot.
5. Biện Pháp Phòng Ngừa Hư Hỏng Diode Bypass
5.1. Bảo trì định kỳ
-
Kiểm tra nhiệt độ junction box 6 tháng/lần bằng máy ảnh nhiệt.
-
Vệ sinh tấm pin để tránh bụi bẩn gây quá nhiệt diode.
5.2. Lựa chọn diode chất lượng
-
Sử dụng diode chịu được dòng cao (ví dụ: 15A cho tấm 400W).
-
Ưu tiên diode có khả năng tản nhiệt tốt (gắn keo tản nhiệt).
5.3. Thiết kế hệ thống hợp lý
-
Tránh lắp đặt tấm pin ở vị trí dễ bị che bóng.
-
Sử dụng inverter có chức năng giám sát từng string để phát hiện sớm lỗi diode.
6. Kết Luận
Diode bypass tuy nhỏ nhưng đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ tấm pin và duy trì hiệu suất hệ thống. Việc phát hiện sớm và thay thế diode hỏng giúp tránh các sự cố nghiêm trọng như cháy nổ, đồng thời tối ưu hóa sản lượng điện. Kết hợp giữa bảo trì định kỳ, giám sát thông minh và sử dụng linh kiện chất lượng sẽ giảm thiểu rủi ro và nâng cao tuổi thọ hệ thống điện mặt trời.
