Equipamentos em CC em sistema fotovoltaico – especificação

Riscos e cuidados na especificação de equipamentos em CC parte 1

No post de hoje, o 3º artigo da série vencedora do Prêmio Abracopel de Jornalismo – Riscos e cuidados na especificação de equipamentos em CC em sistema fotovoltaico- parte 1

Riscos e cuidados na especificação de equipamentos em CC em sistema fotovoltaico – parte 1

Nos artigos anteriores (você pode ler AQUI e AQUI), busquei justificar que o nível de complexidade de uma instalação fotovoltaica não é tão simples quanto se apregoa e falei dos riscos envolvendo a fixação, içamento e do trabalho em altura em instalações de sistemas fotovoltaicos, mas ainda não tratamos de eletricidade propriamente dito.

Segurança em uma instalação elétrica qualquer, começa necessariamente no projeto. A especificação dos materiais é um conceito de projeto, então, o primeiro item que abordaremos será as especificações dos materiais.

Especificação de materiais

Um item, que quando falamos parece óbvio, mas muitos players não têm se preocupado com isso, é que os materiais e equipamentos no lado de corrente contínua tem que ser apropriados para o trabalho em corrente contínua, para o nível de tensão em corrente contínua e, para alguns produtos, devem ser específicos para instalações fotovoltaicas.

Principais materiais elétricos de um sistema fotovoltaico para o lado de corrente contínua

  • Módulo fotovoltaico
  • Condutores elétricos (cabos)
  • Conectores
  • Disjuntores
  • Fusíveis
  • Dispositivos fusíveis
  • Seccionadores
  • Caixas de junção
  • DPS
  • Inversores

Materiais e/ou equipamentos dimensionados e especificados de forma incorreta, podem causar problemas funcionais ou, pior, trazer riscos à segurança tanto das pessoas quanto ao patrimônio.

Por ser, para nós, brasileiros, uma tecnologia mais nova, a correta especificação gera um razoável nível de dúvidas.

Vamos tentar dirimir as mais graves agora.

Condutores elétricos

As instalações de um sistema fotovoltaico, para o condutor, tem algumas peculiaridades importantes.

Os condutores que estão expostos ao tempo e os que estão juntos as placas sofrem ação dos raios UV e atingem temperaturas mais altas que um cabo utilizado em instalações elétricas em corrente alternada.

Por isso, os condutores precisarão ser capazes de suportar essas duas condições, a alta temperatura e a influência dos raios UV.

Para essas condições, é necessário que se utilize os cabos que atendam a norma EN 50618, os quais tratamos no mercado como cabos solares.

A norma ABNT que tratará desses cabos, NBR 16612, encontra-se em consulta pública, e os principais fabricantes já estão com seus produtos atendendo a norma (na data do artigo original estava em consulta pública, sendo que atualmente já foi publicada).

Os cabos de interligação entre os arranjos series/paralelos e o inversor, em plantas maiores, podem, dependendo do método de instalação não estar expostos a intempéries e aos raios UV, então, não é obrigatório nesses casos que se use os cabos solares.

No entanto, é obrigatório que os cabos sejam do tipo unipolares (aqueles que tem dupla isolação, mas sobre diferenças entre cabos isolados e unipolares AQUI). Em hipótese nenhuma podem ser utilizados cabos isolados (apenas uma isolação), mesmo no interior das caixas de junção (string box);

Cabe ressaltar que o cabo escolhido tem que ter isolação no mínimo igual a tensão máxima de trabalho do sistema, ou seja, se por ventura estivermos utilizando um inversor que tenha tensão de trabalho de até 1200Vcc, os cabos precisarão ter nível de isolamento compatível com essa tensão.

Resumo especificação dos cabos:

equipamentos em CC em sistema fotovoltaico - condutores

Conectores

Em relação aos conectores, a primeira coisa que precisamos saber é que eles precisam ter dupla isolação. Na verdade, todos os materiais e equipamentos no lado de CC do sistema fotovoltaico precisam ter essa condição atendida.

Existem vários modelos de conectores para esse tipo de instalação, mas o modelo MC4, do fabricante Multicontact acabou virando referência e existem uma série de fabricantes que fabricam modelos análogos ou compatíveis com o MC4.

No entanto, muita atenção deve ser dada a esse ponto. A norma 16274:2014 – Sistemas fotovoltaicos conectados à rede – Requisitos mínimos para documentação, ensaios de comissionamento, inspeção e avaliação de desempenho, coloca como exigência que plugues e soquetes conectados entre si sejam do mesmo tipo e do mesmo fabricante.

Essa exigência também consta da IEC 62548:2016 e do projeto de norma de instalações elétricas de baixa tensão – arranjos fotovoltaicos.

A justificativa técnica é que não há norma de produto para esses conectores, e sim de desempenho. Dessa forma, detalhes de molde, folgas e etc são de escolha e domínio de cada fabricante, podendo, em caso de utilização de plug de um fabricante e soquete de outro fabricante gerar mal contato, mesmo sendo de modelos a princípio compatíveis.

Esse é um ponto que cria uma série de dificuldades, pois os painéis já vêm com seus próprios terminais, o que nos obriga a comprar do mesmo modelo e fabricante, ou então, trocar os dos painéis, gerando mais custo, mais trabalho e o risco de perda de garantia do fabricante.

Apesar de ser um ponto polêmico, isso já está na norma de comissionamento desde 2014 e a grande maioria dos instaladores desconhece essa exigência.

Como sempre, a tensão de isolação do conector deve ser maior que a máxima tensão de trabalho do arranjo.

Disjuntores

Esse talvez seja um dos pontos mais problemáticos.

Primeiro, ao especificarmos um disjuntor para qualquer tipo de aplicação, devemos especifica-lo para a tensão, corrente, frequência e capacidade de interrupção compatíveis com a instalação.

Então, qualquer disjuntor a ser usado em corrente contínua, deveria, no mínimo, ser fabricado para atuar em corrente contínua.

Realizando uma consulta ao ABNT Catalogo, temos que as normas de disjuntores nacionais são:

  • ABNT NBR IEC 60947-2:2013 – Dispositivo de manobra e comando de baixa tensão Parte 2: Disjuntores, cujo objetivo é:

Esta Norma se aplica a disjuntores cujos contatos principais são previstos para serem conectados aos circuitos com tensão nominal não superior a 1000 V de corrente alternada ou 1500V de corrente contínua; contém, também, requisitos adicionais para disjuntores com fusíveis incorporados.

  • ABNT NBR NM 60898:2004 – Disjuntores para proteção de sobrecorrentes para instalações domésticas e similares (IEC 60898:1995, MOD), cujo objetivo é:

Fixa as condições exigíveis a disjuntores com interrupção no ar de corrente alternada em 50 ou 60 Hz tendo uma tensão nominal até 440 V (entre fases), uma corrente nominal até 125 A e uma capacidade de curto-circuito nominal até 25 000 A.

Então, os mini disjuntores, que atendem a norma NBR NM 60898 NÃO podem ser utilizados em corrente contínua.

Caso se deseje ou se opte por usar mini disjuntores, deve-se usar os que atendam a IEC 60898-2:2016, cujo o escopo abrange corrente contínua até 440V.

Antes de se realizar a compra, deve-se observar se o disjuntor, além de ter sido fabricado conforme norma que englobe a CC, se foi fabricado para tal, visto que o fabricante pode ter feito aquela determinada linha de produtos para apenas CA, por exemplo.

Fusíveis

Existe uma série de tipos e modelos de fusíveis, cada um com sua aplicação distintas.

Os fusíveis para uso em sistemas fotovoltaicos só podem ser do tipo g, que atenda a norma IEC 60269-6. Em hipótese nenhuma pode ser usado outro tipo de fusível.

As instalações de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (e sem acondicionamento de carga) tem duas peculiaridades que são importantes para proteção, que é o fato das correntes de curto-circuito não serem muito maiores que as correntes nominais e a capacidade de formar e sustentar arco elétrico com correntes não muito superiores a corrente de operação

Fontes consultadas:

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10899:2013 : Energia solar fotovoltaica — Terminologia. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. 11p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Texto base Projeto de Norma de Instalações elétricas de Baixa Tensão – Arranjos Fotovoltaicos. Rio de Janeiro, ABNT, 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto de Norma de NBR 16682 – Cabos de potência para sistemas fotovoltaicos não halogenados, isolados, com cobertura, para tensão de até 1,8kVcc entre condutores – Requisitos de desempenho. Rio de Janeiro, ABNT, 2017.

Artigo publicado originalmente na revista Lumière Electric 228 – acesso interrompido por iniciativa da publicação

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