PROTEÇÃO CONTRA RAIOS E SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Palestra na Intersolar 2017 Hans Rauschmayer © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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Energia Solar e Sustentabilidade – Energia Fotovoltaica – Energia Eólica – Aquecimento Solar – Integração com arquitetura Capacitação, Consultoria e Projetos Alto Reconhecimento – Convites para congressos e seminários – Referência para TV, rádio e jornais
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Plano de Capacitação Solarize
Referência e inovação desde 2008 • Nosso produto é o conhecimento • Não fazemos revenda nem representação • Conteúdo focado na aplicação prática • Cursos completos com preços justos • Descontos para estudantes • Rio de Janeiro, São Paulo, Sorocaba, Brasília, Recife, ... © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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Novo Curso Aerogeradores de pequeno porte
O Risco de Descargas Atmosféricas
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Densidade de raios no Brasil
Alemanha
Causas de danos em sistemas fotovoltaicos, por frequência (2003-2013)
Fonte: INPE
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O Risco de Descargas Atmosféricas Mesa destruída
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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: surto
• No sistema solar • No ramal elétrico da concessionária Causa uma alta corrente no objeto e no que está eletricamente “conectado”
• • •
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Na envoltória do prédio Em prédios, árvores, torres, área livre ao redor No SPDA (para raio) 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
Gerador fv 6mm²
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DPS classe 2
6mm² =
• • • •
~
6mm²
DPS classe 1+2
Proteger o lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1 + 2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Equipotencializar todos os pontos de aterramento © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
rede
2. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, sem distância
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16mm²
Gerador fv 16mm²
DPS classe 1+2
16mm² =
• • • •
~
16mm²
DPS classe 1+2
rede
Proteger o lado c.c. contra raios e surtos: DPS classe 1+2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS, SPDA com 16 mm² Equipotencializar todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
3. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, mantendo a distância
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Distância Gerador fv
6mm²
DPS classe 2
6mm² =
• • • • •
~
6mm²
DPS classe 1+2
Proteger o lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Não interconectar o sistema fotovoltaico com o SPDA Equipotencializar todos os pontos de aterramento e com o SPDA © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
rede
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
+ DPS em Y
-
saída indicador remoto
Indicador
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Ligação entre os módulos – indução de surtos
Ligação com loop traz riscos de indução por descarga atmosférica
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O polo negativo acompanha o positivo, reduzindo o loop
+ –
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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 Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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Alternativas
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• Módulos invertidos • Obs.: A sequencia de cabeamento interfere no fluxo de trabalho na hora de montar os módulos + –
+ –
• Mais difícil na execução!
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Evitar propagação de surtos Inversor 1
c.c.
Inversor 2
c.a.
Indução de surtos entre o lado c.c. e c.a.! • Use dutos / eletrocalhas separados! • Mantenha distância • Evite colocar cabos c.c. e c.a. em paralelo
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Quantos DPS?
Gerador FV DPS fotovoltaico
Próximo aos módulos Mínimo: um DPS fv por entrada MPPT
Cabo c.c. principal
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Inversor
DPS fotovoltaico
Segundo DPS fv se o cabo c.c. for maior que 10m e se inversor não tiver DPS interno
=
~
DPS c.a.
Segundo DPS c.a. se tiver risco de surto indireto entre quadro e inversor e se inversor não tiver DPS interno
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Quadro principal com DPS c.a. classe 1+2
Sempre!
Obrigado pela atenção! Próximas turmas
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Cidade
Data
Rio de Janeiro
31/08 a 02/09
Recife
25 a 27/08
Brasilia
01 a 03/09
Ainda em Foz do Iguaçu data no site
Rio de Janeiro
13 a 15/09
Sistemas fv híbridos e com baterias
Foz do Iguaçu
03 e 04/08
ENERGIA EÓLICA - Projeto e instalação de aerogeradores de pequeno porte Projeto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede + visita técnica
Projeto de usinas fotovoltaicas de minigeração e grande porte Proteção contra raios e surtos em sistemas eólicos e fotovoltaicos PV*SOL© -
Software de simulação de sistemas fotovoltaicos
Em breve Rio de Janeiro
31/08
Recife
04 a 06/09
Rio de Janeiro
18 a 20/09
Brasilia
25 a 27/09
Ainda em Salvador, São Paulo e Foz do Iguaçu datas no site PVSYST - Software de simulação de sistemas fotovoltaicos
Instalação de sistemas fotovoltaicos
Em breve
Sorocaba - SP
18 a 20/09
Baixe a Apresentação na Base de Conhecimento do site www.solarize.com.br © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br