Đầu nối MC4 bị quá nhiệt – Nguyên nhân và cách khắc phục

Do các hệ thống điện mặt trời được lắp đặt ngoài trời và phải chịu nhiều điều kiện thời tiết khắc nghiệt như gió mạnh, nhiệt độ cao và bức xạ UV, các loại đầu nối thông thường rất dễ hư hỏng và làm suy giảm khả năng truyền năng lượng vào hệ thống.

Mục đích của jack kết nối MC4 là đảm bảo một hệ thống điện chống chịu thời tiết, vận hành ổn định trước các yếu tố môi trường trong hàng chục năm. Cơ cấu khóa gài (snap-fit) của đầu nối MC4 được thiết kế để ngăn việc tự tách rời trong quá trình truyền điện. Cơ cấu này cố định chắc chắn đầu đực và đầu cái, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, và chỉ có thể tháo ra bằng thao tác thủ công.

Jack kết nối MC4 đặc biệt quan trọng trong các hệ thống điện mặt trời on-grid và off-grid, nơi yêu cầu hệ thống vận hành độc lập và an toàn. Để duy trì mức độ an toàn này, MC4 giúp ngăn hiện tượng phóng điện hồ quang (arcing) trong truyền dẫn điện DC bằng cách ngăn hơi ẩm xâm nhập vào điểm tiếp xúc và luôn duy trì lực ép tiếp điểm ổn định.

Về mặt thi công, cơ chế plug-and-play của đầu nối MC4 giúp người lắp đặt không cần sử dụng băng keo điện, không phải tuốt dây hay bấm đầu cos. Điều này rút ngắn thời gian thi công, đồng thời giảm thiểu tối đa lỗi đấu dây.

Tìm hiểu về đặc điểm của jack MC4 và các bước lắp đặt

2. Hiện tượng đầu nối MC4 bị quá nhiệt là gì?

Hiện tượng đầu nối MC4 bị quá nhiệt trong hệ thống điện mặt trời xảy ra khi nhiệt lượng tích tụ quá mức, thường dẫn đến chảy nhựa, thâm đen hoặc thậm chí cháy. Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ điện trở tăng cao do:

• Đầu nối lỏng, tiếp xúc không chặt
• Đầu cos (crimp) kém chất lượng hoặc bấm sai kỹ thuật
• Bụi bẩn và oxy hóa làm kém tiếp xúc
• Ăn mòn tại điểm nối
• Quá tải dòng hoặc điện áp vượt quá mức cho phép của đầu nối

Những lỗi này gây ra nguy cơ mất an toàn, thất thoát điện năng và thậm chí có thể làm hỏng toàn bộ hệ thống. Đây là sự cố nghiêm trọng trong hệ thống PV, cho thấy mối nối đang có vấn đề và cần được kiểm tra – khắc phục ngay lập tức để ngăn ngừa cháy nổ.

3.1 Kỹ thuật bấm đầu cos không đúng

Crimping (bấm đầu cos) không đúng kỹ thuật là một trong những nguyên nhân hàng đầu khiến đầu nối MC4 bị lỏng, tiếp xúc không chặt. Khi điểm tiếp xúc không đủ lực ép, điện trở tăng lên, dẫn đến tỏa nhiệt lớn, làm nóng chảy vỏ nhựa, thâm đen đầu nối hoặc gây phóng hồ quang.

Những lỗi bấm đầu cos thường gặp:

• Dùng kìm bấm không đúng chuẩn cho jack mc4
• Bấm không đủ lực hoặc lệch vị trí
• Kẹp không ôm sát lõi dẫn
• Dây bị tuột khỏi terminal sau thời gian vận hành

Giải pháp:

• Sử dụng kìm bấm MC4 chuyên dụng đúng model theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
• Thực hiện đúng kỹ thuật ép đầu cos để đảm bảo tiết diện tiếp xúc tối đa.
• Kiểm tra lại bằng đồng hồ đo liên tục (continuity test) hoặc đo điện trở tiếp xúc để đảm bảo tiếp điểm đạt chuẩn.
• Loại bỏ các đầu nối bị ép hỏng hoặc biến dạng trong quá trình thao tác.

3.2 Jack kết nối MC4 không tương thích gây ra tiếp xúc kém và quá nhiệt

Một trong những nguyên nhân rất phổ biến dẫn đến đầu nối MC4 bị quá nhiệt là việc trộn lẫn đầu nối MC4 đến từ nhiều thương hiệu khác nhau. Mặc dù trên thị trường thường xuất hiện các sản phẩm được quảng cáo là “MC4 compatible”, nhưng mỗi nhà sản xuất lại có dung sai cơ khí (tolerances) và thiết kế đầu nối khác nhau.

Khi hai jack kết nối MC4 không cùng chuẩn được kết nối với nhau, sẽ xảy ra:

• Tiếp điểm không ôm khít
• Điện trở tại điểm nối tăng lên
• Lực ép tiếp xúc kém sinh ra nhiệt cao
• Gioăng chống nước (IP65/IP67) không khớp, dễ xâm nhập ẩm và gây ra hiện tượng oxy hóa

Những tình trạng này lâu dần sẽ làm cho đầu nối bị nóng bất thường, gây chảy nhựa, dẫn đến hiện tượng sụt áp và giảm hiệu suất của hệ thống.

Để đảm bảo an toàn và duy trì hiệu suất của hệ thống PV, cần áp dụng những biện pháp sau:

• Luôn dùng đầu nối MC4 đồng bộ từ cùng một thương hiệu

• Nếu dùng sản phẩm khác hãng, phải có chứng nhận tương thích

• Tránh dùng jack mc4 có dấu hiệu hư hỏng

3.3 Sử dụng dây DC không tương thích với đầu nối MC4

Một lỗi phổ biến trong thi công hệ thống điện mặt trời là sử dụng dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn mức yêu cầu. Khi dây dẫn không đủ khả năng chịu dòng, điện trở của dây tăng lên, khiến dòng điện đi qua tạo ra nhiệt lượng lớn. Vấn đề này không chỉ làm nóng toàn bộ chiều dài dây, mà còn đặc biệt nguy hiểm tại điểm tiếp xúc MC4, nơi điện trở tập trung cao.

Luồng điện từ các tấm pin PV luôn ở dạng DC liên tục, vì vậy nếu dây quá nhỏ hoặc đầu nối MC4 không đúng cấp dòng/điện áp, điện trở tăng cao sẽ làm dây và đầu nối nóng lên nhanh chóng.

Để đảm bảo an toàn, hiệu suất và tuổi thọ hệ thống PV, khi lựa chọn và lắp đặt jack mc4 phải:

• Chọn đúng tiết diện dây (4 mm², 6 mm²…) dựa trên dòng điện và chiều dài tuyến cáp
• Sử dụng dây DC đạt các tiêu chuẩn trong ngành
• Dùng đầu nối MC4 chất lượng cao, đúng định mức dòng/điện áp
• Đảm bảo dây và đầu nối tương thích, lắp đặt đúng kỹ thuật

Danh mục dây DC HELUKABEL chuyên dụng cho điện mặt trời

3.4 Đầu nối MC4 bị đấu sai cực với tấm PV

Trong hệ thống điện mặt trời, đấu nối đúng cực (+/-) là yếu tố cực kỳ quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn. Khi cực tính bị đấu ngược, dòng điện sẽ bị đảo chiều, gây ra tổn thất hiệu suất, làm nóng bất thường tại jack kết nối MC4, và thậm chí gây hư hại inverter, bộ điều khiển sạc hoặc tấm pin.

Việc đấu sai cực còn làm tăng nguy cơ quá nhiệt tại đầu nối MC4, vì dòng điện bất thường có thể khiến tiếp điểm điện trở cao, sinh nhiệt và dẫn tới chảy nhựa hoặc cháy nổ.

Tuy nhiên, đầu nối MC4 được thiết kế theo dạng polarized – nghĩa là chỉ có thể cắm theo một chiều duy nhất. Cấu tạo này đảm bảo:

• Không thể kết nối nhầm giữa cực dương và cực âm
• Giảm tối đa lỗi do con người trong quá trình lắp đặt
• Đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và đúng chuẩn kỹ thuật

Nhờ đó, người lắp đặt có thể dễ dàng đảm bảo cực dương (+) kết nối đúng với cực dương, và cực âm (–) kết nối đúng với cực âm, hạn chế tối đa sai sót.

3.6 Điện áp và dòng điện định mức – Yếu tố quan trọng để tránh quá nhiệt đầu nối MC4

Để hệ thống điện mặt trời vận hành an toàn và ổn định, đầu nối MC4 phải được lựa chọn đúng theo điện áp và dòng điện định mức của hệ thống. Nếu chọn sai thông số, đầu nối rất dễ bị quá nhiệt, gây chảy nhựa, đánh lửa và tạo nguy cơ cháy nổ.

Điện áp định mức của jack kết nối MC4: Mỗi đầu nối MC4 đều có điện áp tối đa mà nó chịu được, thường là 1000V DC hoặc 1500V DC. Nếu điện áp hệ thống vượt mức cho phép, đầu nối có thể bị phóng điện (arcing) và hư hỏng nghiêm trọng.Dòng điện định mức của đầu nối MC4: Đầu nối MC4 thường có dòng định mức 30A – 50A, tùy theo thiết kế. Dòng này phải cao hơn dòng hoạt động tối đa của chuỗi PV. Khi dòng vượt quá giới hạn, điện trở tăng lên tại điểm tiếp xúc, gây nóng cục bộ và làm đầu nối nóng chảy.

Nếu đầu nối MC4 không đáp ứng đúng điện áp và dòng điện của hệ thống:

• Đầu nối bị quá nhiệt, đổi màu, chảy nhựa.
• Tiếp điểm bị oxy hóa và tăng điện trở, dẫn tới sụt áp và giảm hiệu suất toàn hệ thống.
• Tăng nguy cơ phóng điện, đánh lửa và cháy nổ.
• Toàn bộ chuỗi PV có thể bị dừng hoạt động, gây thiệt hại lớn.