PROTEÇÃO CONTRA RAIOS E SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Palestra na Intersolar 2016 Hans Rauschmayer © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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
• • •
•
Na envoltória do prédio No 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) 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 raios indiretos • Proteção do lado c.a. contra raios diretos e indiretos da rede • Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² • Equipotencialização de todos os pontos de aterramento © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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2. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, sem distância
16mm² DPS classe 1+2
Gerador fv 16mm²
16mm²
= ~
16mm²
DPS classe 1+2
rede
• Proteção do lado c.c. contra raios diretos e indiretos • Proteção do lado c.a. contra raios diretos e indiretos da rede • Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS, SPDA com 16 mm² • Equipotencialização de todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental 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 raios indiretos • Proteção do lado c.a. contra raios diretos e indiretos da rede • 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 Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br
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Aterramento / Ligação equipotencial
Aterrar o que? • Moldura dos módulos • Estrutura de base • Eletrodutos blindados, Sealtubo • Inversor com carcaça
Aterramento da base
Aterramento dos módulos
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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 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 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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Evitar propagação de surtos
Inversor
c.c.
Inversor 1
c.a.
c.c.
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Inversor 2
c.a.
Indução de surtos entre o lado c.c. e c.a.!
Mantenha distância!
Use dutos / eletrocalhas separados!
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Obrigado!
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