Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12232-1:2025 (IEC 61730-1:2023) về An toàn của môđun quang điện (PV) - Phần 1: Yêu cầu về kết cấu

Tóm tắt

Tóm tắt mang tính tham khảo.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12232-1:2025 (IEC 61730-1:2023) về An toàn của môđun quang điện (PV) - Phần 1: Yêu cầu về kết cấu quy định các yêu cầu cơ bản về thiết kế và kết cấu của các môđun quang điện nhằm đảm bảo vận hành an toàn về điện, cơ và nhiệt trong suốt vòng đời dự kiến của chúng. Phạm vi và đối tượng áp dụng Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các môđun quang điện (PV) được phân loại theo các cấp bảo vệ chống điện giật (Cấp 0, Cấp II và Cấp III). Tiêu chuẩn tập trung vào các yêu cầu kết cấu đối với các môđun PV được lắp đặt trên mặt đất, tích hợp vào tòa nhà (BIPV) hoặc lắp đặt trên mái tòa nhà (BAPV), nhằm giảm thiểu các rủi ro về điện giật, cháy nổ và thương tích cho con người. Nội dung cốt lõi của TCVN 12232-1:2025 - Đấu nối cơ và điện cơ (Điều 6.4) Các loại đấu nối cơ học phổ biến: Bao gồm đấu nối bên trong khung; giao diện lắp đặt môđun (khung hoặc giá phía sau đến lớp thủy tinh/lớp phía sau qua chất kết dính); khung kẹp hệ thống lắp đặt; phương tiện liên kết đẳng thế; phương tiện gắn hộp kết nối; và đấu nối cơ bên trong tấm nhiều lớp. Yêu cầu chung: Đấu nối cơ phải bền, chịu được các ứng suất nhiệt, cơ và môi trường mà không làm giảm tính toàn vẹn an toàn. Các bộ phận chỉ được phép tháo rời bằng dụng cụ chuyên dụng. Đối với bộ nối cơ, lực ma sát đơn thuần (như lực ép lò xo đơn giản) không được chấp nhận là phương tiện duy nhất để chống tự xoay hoặc lỏng. Đấu nối kiểu vít (6.4.2): Không được làm bằng vật liệu mềm (như kẽm hoặc một số loại nhôm) hoặc dễ mất liên kết. Vít dùng cho mục đích bảo trì không được làm bằng vật liệu cách điện nếu việc thay thế bằng vít kim loại có thể làm hỏng cách điện phụ hoặc cách điện tăng cường. Vít có đường kính danh nghĩa nhỏ hơn 3 mm dùng cho đấu nối cơ và điện phải được xiết vào kim loại và phải có ít nhất hai ren đầy đủ bắt vào kim loại. Đinh tán (6.4.3): Đinh tán thực hiện chức năng kép (vừa đấu nối điện vừa đấu nối cơ) phải được khóa để chống nới lỏng. Vít cắt ren và tự cắt ren (6.4.4): Không được sử dụng kim loại mềm cho các loại vít này khi kết nối bộ phận mang dòng. Vít tạo ren chỉ được dùng khi kẹp trực tiếp các bộ phận mang dòng tiếp xúc với nhau và có phương tiện khóa phù hợp. Lắp vừa, lắp ép và lắp chặt (6.4.5): Các bộ phận kim loại không được liên kết đẳng thế riêng biệt (như mối nối góc trong khung kim loại) phải được kết nối điện với nhau để đảm bảo an toàn. Đấu nối bằng chất kết dính (6.4.6): Áp dụng cho việc lắp hộp kết nối, giá sau, khung, cố định lớp bảo vệ hoặc chất nền. Đối với môđun uốn được, việc lắp đặt phải tuân thủ nghiêm ngặt tài liệu của nhà chế tạo về chất nền và keo dán đã quy định. - Yêu cầu đối với vật liệu (Điều 6.5) Vật liệu polyme (6.5.2): Phải bền, an toàn, chịu được ứng suất điện, cơ, nhiệt, môi trường và ăn mòn. Các thành phần polyme cụ thể phải tuân thủ các tiêu chuẩn riêng như: IEC 62788-2-1 (lớp trước và sau), TCVN 12675 (hộp đấu nối), TCVN 12718 (bộ nối DC), và TCVN 12672 (cáp điện). Độ bền với ứng suất điện và nhiệt của polyme cách điện: Vật liệu cách điện an toàn (RUI) phải có độ bền đánh thủng phù hợp, có khả năng chống phóng điện bề mặt dựa trên chỉ số CTI. Độ bền nhiệt tương đối (RTE/RTI hoặc TI) phải đạt tối thiểu là 90 °C để đảm bảo đặc tính cơ và điện trong suốt tuổi thọ dự kiến. Khả năng chống cháy (6.5.2.3): Môđun PV phải được thử nghiệm khả năng chống cháy khi phơi nhiễm với nguồn cháy từ bên ngoài. Các bộ phận polyme bên ngoài (trừ cách điện lớp mỏng) phải đạt cấp chống cháy tối thiểu là V-1 theo TCVN 9900-11-10. Vật liệu polyme cứng cho chức năng cơ học (6.5.2.4): Phải vượt qua các thử nghiệm về độ bền cơ ở nhiệt độ thấp, thử nghiệm chịu thời tiết, thử nghiệm ép viên bi ở 90 °C, và có chỉ số RTI/RTE/TI cơ học từ 90 °C trở lên. Vật liệu kim loại (6.5.3): Phải được thiết kế để chịu được mức độ ăn mòn tối thiểu ở cấp độ C2 của môi trường khí quyển (theo ISO 9224). Sắt hoặc thép non phải được mạ, sơn hoặc tráng men bảo vệ chống ăn mòn tương đương lớp phủ kẽm dày tối thiểu 0,015 mm. Các bộ phận kim loại ở vùng ẩm ướt không được tiếp xúc với các kim loại khác có hiệu điện thế điện hóa vượt quá 600 mV. Bộ phận mang dòng (6.5.3.2): Phải có đủ độ bền cơ học và độ dẫn điện. Nếu có nguy cơ ăn mòn, chúng phải được bảo vệ bằng lớp phủ kim loại phù hợp với các tiêu chuẩn ISO 1456, TCVN 5408, TCVN 5026 hoặc TCVN 5596. - Bảo vệ chống điện giật (Điều 6.6) Yêu cầu chung: Môđun PV phải có kết cấu ngăn ngừa khả năng tiếp cận trực tiếp với các bộ phận mang điện nguy hiểm (điện áp lớn hơn 35 V DC). Phân loại theo cấp bảo vệ (Bảng 2): Cấp 0: Các bộ phận tiếp cận được phải được tách biệt khỏi bộ phận mang điện nguy hiểm bằng ít nhất là cách điện chính. Cấp II: Các bộ phận tiếp cận được phải được tách biệt khỏi bộ phận mang điện nguy hiểm bằng cách điện kép hoặc cách điện tăng cường. Cấp III: Các bộ phận mang điện không được xem là nguy hiểm, chỉ yêu cầu cách điện chức năng giữa các cực tính khác nhau để tránh hồ quang điện. Bảo vệ bằng vỏ ngoài và tấm chắn cách điện (6.6.2.2): Phải được thiết kế sao cho không thể tiếp cận bộ phận mang điện ngay cả khi có biến dạng do ứng suất cơ hoặc nhiệt trong quá trình vận hành bình thường. Cách điện của tế bào quang điện (6.6.2.3): Các tế bào quang điện lân cận nối nối tiếp không yêu cầu cách điện đặc biệt nếu công suất tiêu tán lớn nhất giữa hai tế bào nhỏ hơn 15 W. - Phối hợp cách điện (Điều 6.6.3) Khe hở không khí (cl) và chiều dài đường rò (cr): Được quy định chi tiết trong Bảng 3 (đối với môđun Cấp II) và Bảng 4 (đối với môđun Cấp 0) tương ứng với các mức điện áp hệ thống từ dưới 35 V DC đến 1500 V DC. Độ nhiễm bẩn (6.6.3.2.1): Môi trường vĩ mô của môđun PV được coi là nhiễm bẩn độ 3. Môi trường vi mô bên trong môđun có cấp bảo vệ tối thiểu IP55 được đánh giá ở mức nhiễm bẩn độ 2. Điều kiện nhiễm bẩn độ 1 chỉ áp dụng khi đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm bổ sung theo trình tự thử nghiệm B.1 của TCVN 12232-2. Nhóm vật liệu (6.6.3.2.2): Vật liệu cách điện được phân nhóm (I, II, III) dựa trên chỉ số CTI theo IEC 60112. Nếu không xác định được nhóm vật liệu, chiều dài đường rò tối thiểu phải được tính bằng 150% giá trị của nhóm vật liệu III (đối với nhiễm bẩn độ 2). Hiệu chỉnh theo độ cao (6.6.3.4): Các giá trị khe hở không khí tiêu chuẩn áp dụng cho độ cao đến 2000 m so với mực nước biển. Nếu môđun được thiết kế để hoạt động ở độ cao lớn hơn, khe hở không khí phải được nhân với hệ số hiệu chỉnh tương ứng (lên tới 1,95 cho độ cao đến 7000 m) theo quy định tại Bảng 5. - Khoảng cách qua cách điện chức năng và cách điện tin cậy (Điều 6.6.4) Cách điện trong các lớp mỏng - RUI (6.6.4.2): Chiều dày cách điện phải được kiểm tra xác nhận bằng thử nghiệm MST 04. Để tránh lỗi do lỗ nhỏ trong màng mỏng, chiều dày tối thiểu (DTI) của màng một lớp là 0,03 mm. Tiêu chuẩn quy định cụ thể các yêu cầu về độ bền điện môi và chỉ số nhiệt đối với cấu trúc cách điện một lớp và nhiều lớp. Mối nối gắn kín (6.6.4.3): Áp dụng khi hai vật liệu (kính hoặc polyme) được kết dính bền vững với nhau. Mối nối phải vượt qua thử nghiệm cách điện (MST 16) và dòng rò ướt (MST 17) với điện áp thử nghiệm cao hơn 1,35 lần thông thường, đồng thời đạt yêu cầu về điện trở khối của chất kết dính và thử nghiệm độ bền kết dính (MST 36) hoặc bóc tách (MST 35). Khoảng cách qua cách điện chức năng - DTFI (6.6.4.4): Được áp dụng giữa hai bộ phận dẫn điện khi không có khả năng xảy ra phóng điện bề mặt. Khoảng cách tối thiểu được xác định theo dòng 3 của Bảng 3 và Bảng 4. - Các phụ lục quy định và tham khảo Phụ lục A (Quy định): Quy định mẫu ký hiệu cảnh báo “Không ngắt kết nối khi có tải” đối với các bộ nối PV nhằm ngăn ngừa nguy cơ phát sinh hồ quang điện nguy hiểm. Phụ lục B (Quy định): Cung cấp cơ sở khoa học và các thông số kỹ thuật (như cấp quá điện áp cấp III, điện áp xung danh định, các yếu tố ảnh hưởng của môi trường vi mô) để tính toán kích thước phối hợp cách điện. Phụ lục C (Tham khảo): Đưa ra các sơ đồ minh họa và ví dụ thực tế về việc xác định khe hở không khí, chiều dài đường rò, khoảng cách DTI đối với lớp phía sau có lớp nhôm, và các điểm nghiêm trọng cần lưu ý khi lắp đặt hộp kết nối. Hiệu lực thi hành TCVN 12232-1:2025 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tiêu chuẩn quốc tế IEC 61730-1:2023. Tiêu chuẩn có hiệu lực áp dụng kể từ ngày được cơ quan nhà nước có thẩm quyền công bố ban hành và được sử dụng làm căn cứ để đánh giá chứng nhận hợp chuẩn cho các sản phẩm môđun quang điện tại Việt Nam.