Como proteger os equipamentos FV contra descargas atmosféricas?

Uma dúvida recorrente no setor de energia solar fotovoltaica é como proteger os equipamentos contra descargas atmosféricas.

Acredita-se, por exemplo, que cerca de 25% de todos os danos sofridos pelos sistemas fotovoltaicos no mundo sejam causados por essas descargas diretas ou indiretas.

Para sanar essa e outras questões, especialistas debateram sobre o tema durante o webinário “Aterramento em Sistemas Renováveis: Solar Fotovoltaica & Eólica“, promovido pela Revista O Setor Elétrico, em parceria com o Canal Solar, na última quinta-feira (01). 

Ronaldo Kascher, diretor técnico da Kascher Engenharia, comentou sobre o assunto e destacou a importância do DPS (dispositivo protetor de surto) de classes I, II e III – que podem ser empregados nas fotovoltaicas. 

“O transitório elétrico pode ser medido como tensão ou corrente. Então, existem pontos da instalação em que quando ocorre o transitório o mesmo é de alta energia, ou seja, tem uma alta corrente envolvida. Por exemplo, imagine um prédio com SPDA que recebe a linha que vem da rua. Se cai um raio no prédio, na hora que ele bate no aterramento o mesmo sobe de potencial por conta da impedância”, disse. 

“Com isso, os DPS que estão como porteiros dessa linha percebem: tem uma tensão querendo entrar. Assim, fecham a linha para a terra. Nessa hora, parte do raio vai para o chão e parte do raio sobe, passa no DPS e vai pela rede pública. Neste caso, quando passa parte da parcela da corrente pelo DPS você tem que ter o classe I – um DPS especial que é ensaiado com impulso de alta energia”, explicou Kascher. 

Já com relação ao DPS classe II, o executivo apontou que o mesmo foi feito para pegar a indução do raio – S4, quando é na rede, ou S2 quando é indução na própria fiação do prédio. “Quando o raio induz, a impedância do sistema elétrico é muito alta — não deixando a corrente subir — porém a tensão fica elevada”. 

“Portanto, quando ele dispara, a corrente que passa é muito menor que naquele primeiro ensaio, que é o raio caindo diretamente no prédio. Neste caso, você usa o classe II — um DPS mais simples, que é ensaiado com rampa de impulso de 8 por 20 mil segundos, menos exigente em termos de capacidade energética”, ressaltou o especialista. 

Com relação ao DPS classe III, o diretor técnico da Kascher Engenharia relatou que os mesmos também são adequados para impulsos de menor duração e são recomendados para locais com menor exposição. “Enfim, cada classe quer dizer sobre a capacidade do DPS de manipular a corrente ou a tensão induzida do raio”, finalizou. 

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Aterramento em renováveis

Ao longo do webinário, Paulo Freire, especialista em aterramento e SPDA de grandes usinas, destacou as diferenças que os sistemas de aterramento em parques renováveis têm em relação às instalações prediais e subestações.

“Historicamente, éramos acostumados a trabalhar com aterramentos de malhas de subestação, predial e industrial — na ordem de dezenas de metros. Atualmente, com o advento das renováveis, estamos trabalhando com projetos com centenas de metros, se falarmos de usinas de geração distribuída fotovoltaica, na faixa de 1 a 5 MW”, comentou Freire. 

“Estamos falando também de aterramentos de quilômetros, quando nos referimos a plantas solares de grande porte e parques eólicos. Então, são dimensões novas que exigem uma visão diferenciada, recursos de software diferenciados e um tratamento bastante diferente do que estamos acostumados a enxergar”, disse. 

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Aterramento é como se fosse um “mordomo”

De acordo com o especialista,  é muito comum ter um problema na planta e já colocarem a culpa no aterramento. Entretanto, para ele, o mesmo tem que ser visto com um elemento que faz parte da instalação como um todo. “Sai da terra, vai até as placas solares, chega aos inversores e vai até à subestação. O aterramento é como se fosse um mordomo”, apontou. 

Ronaldo Kascher também compartilha esta premissa e destacou que o aterramento desempenha várias funções: resolve equalizações estáticas, descargas atmosféricas e curtos-circuitos.  “

Para cada um dos acionamentos, tem desempenhos diferentes. Então, o projetista precisa ter muito cuidado com isso, de forma a ter as respostas para as seguintes perguntas. O sistema é seguro para as pessoas? O sistema está adequado à sua funcionalidade, à continuidade operativa?”, indagou. 

“A usina Sol do Sertão, por exemplo, tem 200 km de cabos de aterramento. Sendo assim, depende muito de um modelo bem ajustado de solo, um estudo que otimize ao máximo essa extensão toda de cabo. Estamos começando a tratar de aterramento com dimensão de quilômetros, é muito cobre sendo enterrado. Portanto o preço disparou, não só por causa da pandemia, mas por causa do crescimento das renováveis no mundo”, acrescentou Paulo Freire. 

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“Concluindo, o projeto tem uma relevância cada vez maior. Como o Ronaldo falou, o aterramento tem que desempenhar um monte de papéis, porém ao mesmo tempo tem que ser otimizado, pois estamos falando de um valor significativo dentro dessa obra”, completou.