PROTEÇÃO CONTRA RAIOS E SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Minicurso durante a Brasil Solar Power 2018 Hans Rauschmayer © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br
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O Risco de Descargas Atmosféricas
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Densidade de raios no Brasil
Alemanha
Causas de danos em sistemas fv, por frequência (2003-2013)
Fonte: INPE
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O Risco de Descargas Atmosféricas
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Mesa destruída Placa de inversor queimada
DEHN
Incendio causado por DPS de baixa qualidade
DEHN
DEHN Solarzentrum Oberland GmbH
Módulo danificado
R. Schüngel, Munich
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Atuação de raios 1. Incidência direta
2. Incidência indireta
• •
•
No sistema solar Na envoltória do prédio com conexão ao sistema solar • No ramal elétrico da concessionária Causa uma alta corrente no objeto e no que está eletricamente “conectado”
Em prédios, árvores, torres, área livre ao redor • No SPDA (para raio) sem conexão ao sistema solar Induz, por campo eletromagnético, uma alta tensão (surto) em cabos próximos à queda (até 2 km)
Curva 10/350 A área corresponde à energia descarregada pelo raio
Curva 8/20
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Princípios: SPDA e Planta Fotovoltaica
• Preciso instalar um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA; para-raios) por causa de uma planta solar? Respostas: • O sistema solar não aumenta o risco de queda de raios em um prédio • A avaliação, se um prédio precisa ser protegido contra raios, depende de outros fatores (NBR 5419:2015)
• A proteção da própria planta solar depende da avaliação financeira: custo / risco
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1. Prédio sem SPDA com planta fotovoltaica
DPS classe 2
Gerador fv 6mm²
6mm²
= ~
• • • •
6mm²
DPS classe 1+2
rede
Proteção do lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1 + 2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Equipotencialização de todos os pontos de aterramento © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br
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2. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, sem distância entre SPDA e módulos
16mm² DPS classe 1+2
Gerador fv 16mm²
16mm²
= ~
• • • •
16mm²
DPS classe 1+2
rede
Proteção do lado c.c. contra raios e surtos: DPS classe 1+2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS, SPDA com 16 mm² Equipotencialização de todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br
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3. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, mantendo a distância
DPS classe 2
Gerador fv 6mm²
6mm²
= ~
• • • • •
6mm²
DPS classe 1+2
rede
Proteção do lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Sem ligação entre sistema fotovoltaico e SPDA Equipotencialização de todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br
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O que significa manter a distância?
• Entre 0,5 e 1 m, dependendo de alguns fatores – cálculo na NBR 5419 (procure especialista) • Distância em todos os pontos!
www.solarwirtschaft.de
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Dispositivo de Proteção contra Surtos DPS, tipo fotovoltaico c.c. •
Importante: O DPS fotovoltaico é diferente do DPS c.a. – – –
•
•
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Circuito em Y Adequado para corrente contínua nominal do sistema fotovoltaico Não entra em curto após queimar
Importante verificar o indicador regularmente; se o DPS estiver em local de difícil acesso recomenda-se instalar um indicador remoto Cuidado com arcos na hora da manutenção!
+ DPS em Y
saída indicador remoto
Indicador
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Ligação entre os módulos – indução de surtos
Ligação com laço traz riscos de indução por descarga atmosférica
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O polo negativo acompanha o positivo, reduzindo o laço + – + –
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Indução de surtos
Passagem de um surto eletromagnético
Cabo de conexão entre os módulos
Alta diferença de tensão entre os dois polos
Baixa diferença de tensão entre os dois polos
A área incluída pelo cabo determina a amplitude do surto Procure reduzir a área! © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br
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Alternativas • • •
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Módulos invertidos Sequência de dois em dois Obs.: A sequencia de cabeamento interfere no fluxo de trabalho na hora de montar os módulos
+ –
+ –
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•
Mais difícil na execução!
Evitar propagação de surtos
Inversor
Inversor 1
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Inversor 2
Caixas de proteção com DPS c.c.
c.a.
c.c.
c.a.
Indução de surtos entre o lado c.c. e c.a.! Mantenha distância!
Use dutos / eletrocalhas separados!
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Quantos DPS?
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Inversor
Gerador FV DPS fotovoltaico
Próximo aos módulos Mínimo: um DPS por entrada MPPT
Cabo c.c. principal
DPS fotovoltaico
Segundo DPS se o cabo c.c. principal for maior que 50m
=
~
DPS c.a.
Segundo DPS c.a. se tiver risco de indução de surto no caminho entre quadro e inversor
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Quadro principal com DPS c.a. classe 1+2
Sempre!
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