O que sistema fotovoltaico – Glauco Diniz Duarte

O mercado de energia solar fotovoltaica vem crescendo dia a dia e consequentemente a quantidade de instalações segue este mesmo caminho.

Com isso, precisa-se entender que apesar de parecer muito simples, a instalação destes sistemas requer atenção e principalmente segurança para evitar acidentes com pessoas e propriedades.

Primeiramente, na configuração utilizando inversores string, é necessário a compreensão de que até chegar ao inversor, o sistema trabalha em corrente contínua (CC) e com tensões elevadas que podem chegar até 1000Vcc. A corrente contínua requer muito mais atenção do que sistemas comuns em corrente alternada que estamos acostumados. Por quê? Percebe-se na Figura 1 que a corrente alternada cruza o eixo horizontal, ou seja, de tempos em tempos ela tem como seu valor igual a zero! Já na corrente contínua, esse cruzamento com o eixo horizontal nunca acontece, ou seja, em seu regime de operação, a corrente nunca é zero! Portanto, quando um arco elétrico ou um choque elétrico ocorre em sistemas de corrente contínua, é muito mais difícil a extinção destes fenômenos, comprovando que deve-se evitar ao máximo qualquer tipo de falha nestes sistemas!

Sabendo disso, trago aqui alguns cuidados, claro que não todos os suficientes, que devem ser levados em consideração para minimizar os riscos pertinentes a este tipo de instalação.

Conexões e cabos elétricos

Um dos principais motivos que causam acidentes como incêndios e choques elétricos em sistemas fotovoltaicos são as conexões realizadas. É fundamental que as conexões sejam realizadas de maneira correta, utilizando terminais apropriados, ferramentas corretas e que sejam conferidas mais de uma vez. Tudo isso pois se houver alguma folga ou mau contato nas conexões, é criado um ponto quente no sistema (ver Figura 2 e 3), causando perdas, danificando componentes e até causando a formação de arcos elétricos resultando em choques e incêndios. *Lembrando que em corrente contínua, esses fenômenos são acentuados e muito mais perigosos e difíceis de ser extinguidos.

Os cabos elétricos utilizados em sistemas fotovoltaicos (lado de CC) devem ser os cabos exclusivos para ENERGIA SOLAR! Primeiramente que por norma (NR 10), é obrigatório que haja dupla isolação nos condutores, já que nestes sistemas não é possível a realização do seccionamento automático da alimentação por questões técnicas que serão abordadas em artigos futuros. Esse motivo já é o suficiente para barrar cabos isolados (e não unipolares) nestas instalações. Porém, há diversos fatores que diferenciam os cabos solares dos demais, entre eles: o cabo tem proteção aos raios UV, suporta uma sobrecarga que o leve a temperatura de 120ºC por 20000 horas, é de cobre estanhado para melhorar a condutividade e também a corrosão, e por fim passa por ensaios diferentes dos cabos comuns. Por todos estes motivos, no lado de CC é essencial que se use os cabos solares próprios para este fim!

Equipamentos confiáveis

A escolha dos equipamentos é o começo de tudo, parte essencial para que além de garantir a produção de energia prometida ao cliente, a segurança do sistema seja mantida. Kits prontos de distribuidores muitas vezes tem equipamentos dimensionados de forma errada, equipamentos que não são necessários, ou que são necessários e não vem no kit. Cada instalação é única e caso a caso deve ser analisado se o equipamento que o distribuidor propõe é o adequado para aquela instalação, e o mais importante, se estes equipamentos atendem as normas exigidas, se foram mesmo testados, se os fabricantes têm saúde financeira, se são bem aceitos no mercado, entre outros. Em sistemas que envolvem diretamente riscos elevados à vida não é lugar para testes ou apostas.

Estrutura de fixação, reforço de telhado e trabalho em altura

Os cuidados nas instalações dos sistemas fotovoltaicos vão além da parte elétrica, devendo ser levado em consideração quesitos como escolha correta da estrutura de fixação, estudo preliminar de que o telhado suporta o peso inserido sobre ele e também, como se trata de trabalho em altura, a NR 35 deve ser cumprida à risca. Para isso, é necessário que antes da realização da instalação dos módulos sobre o telhado, o mesmo seja analisado quanto ao tipo de telha e o tipo de fixação das telhas (se é estrutura metálica, caibro de madeira, etc) para que seja acertada a compra da estrutura correta de fixação, além da inspeção da estrutura do telhado para comprovação que a mesma suporta o peso do sistema (esse estudo deve ser feito por profissional capacitado). A Figura 4 apresenta uma possibilidade do que pode ocorrer se estes cuidados estruturais não forem levados em conta. Somando a isso, sendo um trabalho em altura (pela norma NR 35 essa definição se dá a partir de 2 metros de altura), é necessária a utilização de todos os EPIs contidos em norma e também todos os procedimentos.

Aterramento

É extremamente importante que para o correto funcionamento e para a garantia da segurança do sistema, o sistema de aterramento deve ser realizado da maneira correta e esteja dentro das especificações dadas por norma (NBR 5410 e NBR 5419). Um sistema de aterramento correto é importante tanto para o correto funcionamento do sistema quanto para a segurança e proteção deste, já que alguns inversores precisam ter a referência do terra para funcionar e em caso de surtos de tensão por exemplo, para que o DPS (dispositivo de proteção contra surtos) atue de maneira correta, ele deve estar conectado à um sistema de aterramento confiável.

Normas

É imprescindível que os profissionais da área tenham conhecimento das normas do setor elétrico. Principalmente as normas NBR 5410 que trata das instalações elétricas em baixa tensão, NBR 5419 que trata sobre proteção contra descargas atmosféricas e as IECs pertinentes como a 62548 – Photovoltaic (PV) arrays – Design requirements que trata das instalações fotovoltaicas. Há um projeto de norma brasileira que está em fase de elaboração, a NBR 16690 que será baseada nesta IEC 62548 e tratará sobre as instalações fotovoltaicas do Brasil. Seguindo as normas do setor, desde a fase de projeto até a fase de instalação, os riscos de erros são minimizados e consequentemente os acidentes decorrentes destes erros também.

Ferramentas adequadas

O uso de ferramentas adequadas e específicas no momento da instalação também é de fundamental importância. Como dito acima, as conexões são pontos críticos em sistemas fotovoltaicos e para a correta realização destas conexões, é imprescindível que sejam feitas com as ferramentas corretas, pois só assim se garante que não haja fugas de correntes, pontos quentes, arcos elétricos, choques elétricos e incêndios.

 Comissionamento

O comissionamento de sistemas de energia solar fotovoltaica são de forma sucinta uma série de testes e ensaios que devem ser realizados para confirmar que a instalação e o projeto foram realizados de maneira correta. Um correto comissionamento é capaz de sinalizar diversos defeitos em uma instalação, logo, se realizado completamente, minimiza em grande parte os riscos destas instalações e se forem encontradas anomalias, estas devem ser reparadas antes da homologação do sistema. A norma NBR 16274 lista os procedimentos a serem executados para a realização do comissionamento dos sistemas de energia fotovoltaica. Medições de tensão e corrente das strings com um multímetro já atendem à maioria dos testes listados na norma.

Logo, ressalta-se que o máximo de cuidado possível nas instalações de sistemas fotovoltaicos é o ideal. Afinal, estamos lidando com patrimônio de clientes e principalmente com vidas, então a segurança deve vir em primeiro lugar.