A certificação compulsória de inversores e de outros equipamentos para aplicações fotovoltaicas foi regulamentada pela Portaria 004/2011 do INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), no âmbito do SBAC (Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade).

A Portaria 004/2011 do INMETRO “estabelece os requisitos mínimos de desempenho e segurança dos sistemas e equipamentos para energia solar fotovoltaica; considerando a necessidade de estabelecer regras equânimes e de conhecimento público para os segmentos de fabricação, importação e comercialização de sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica.”

 

Atualmente, os inversores fotovoltaicos (para aplicações off-grid e grid-tie) com potência nominal até 10 kW devem ser obrigatoriamente testados e certificados em laboratórios designados pelo INMETRO. Sem a certificação os equipamentos não podem ser comercializados no país, sejam eles de fabricação nacional ou importados.

A limitação de 10 kW deu-se principalmente pela restrição técnica dos laboratórios nacionais na época da elaboração das portarias do INMETRO. Atualmente, existem no país laboratórios capacitados para potências pelo menos três vezes acima do limite atual. Esse novo limite seria suficiente para englobar a maior parte dos equipamentos empregados nos sistemas de micro e minigeração.

Enquanto vigora a obrigatoriedade de certificação na faixa de potência mencionada, os equipamentos com potência nominal acima de 10 kW são isentos da participação no programa de certificação instituído pelo INMETRO, mas não estão livres de exigências para sua utilização no país. Tem sido comum a exigência, pelas distribuidoras de energia elétrica, da apresentação de certificados de conformidade emitidos por laboratórios internacionais, mesmo que a obrigatoriedade não se aplique por ordem do INMETRO aos equipamentos.

Neste artigo, vamos nos ater aos inversores do tipo grid-tie, usados para a conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica.

A portaria 004/2011 do INMETRO

Segundo a portaria, seu objetivo é “estabelecer os critérios para o Programa de Avaliação da Conformidade para sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica, através do mecanismo da etiquetagem, para utilização da ENCE (Etiqueta Nacional de Conservação de Energia), atendendo aos requisitos do PBE (Programa Brasileiro de Etiquetagem), visando à eficiência energética e [ao] adequado nível de segurança.”

Além de módulos fotovoltaicos, inversores off-grid e baterias, incluem-se no âmbito de aplicação da portaria os inversores para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica até 10 kW – conforme comentado anteriormente.

Nos objetivos da portaria destacam-se dois termos importantes: eficiência e segurança. O principal objetivo do INMETRO e dos programas de etiquetagem e de conservação de energia é garantir que os equipamentos que chegam ao consumidor final tenham sua eficiência e sua segurança avaliadas e certificadas pelos laboratórios nacionais.

Em meio aos inúmeros modelos de equipamentos disponíveis no mercado, a preocupação central do INMETRO é apresentar uma classificação de eficiência que permita ao consumidor o poder de escolher o produto que proporcione o melhor rendimento energético.

Além disso, a preocupação com a segurança dos equipamentos é relevante para o mercado consumidor e, em se tratando de inversores para a conexão à rede, também para as distribuidoras de energia elétrica.

Como funciona o procedimento de homologação

Os fabricantes, importadores ou comercializadores que desejam homologar uma determinada marca ou modelo de equipamento devem enviar duas amostras do produto a algum dos laboratórios designados pelo INMETRO.

Os laboratórios realizam as sequências de testes previstas na portaria 004/2011 e emitem um relatório de conformidade, com o qual a empresa interessada pode solicitar a etiquetagem do seu produto e a licença de importação, conforme o caso. Os passos para o registro do produto junto ao INMETRO são estes:

• Assinatura e envio para o INMETRO do Termo de Compromisso de Etiquetagem. Segundo a seção 9.1 da portaria 004/2011, o fornecedor dos equipamentos deverá assinar e enviar ao INMETRO o termo de compromisso aqui referido, declarando, com indicação da quantidade, toda a sua linha de produtos e modelos de fabricação, para conhecimento do INMETRO;
• Envio da solicitação de etiquetagem e das amostras do produto a um laboratório (que esteja listado pelo INMETRO) de escolha do fabricante;
• Realização dos ensaios e emissão do relatório técnico de conformidade pelo laboratório certificador;
• Solicitação do registro do produto pelo fornecedor no sistema Orquestra do INMETRO;
• Aprovação para uso da ENCE (Etiqueta Nacional de Conservação de Energia). Após constatada a conformidade do produto e de posse do relatório de ensaios emitido por laboratório designado, o INMETRO confirma a autorização para uso da etiqueta no produto e divulga os dados através de tabelas de eficiência disponibilizadas em seu website.

A portaria 004/2011 também prevê que empresas participantes do programa (que já têm seus produtos homologados) possam realizar denúncias contra produtos que possam estar sob suspeita de não conformidade.

Segundo a seção 7.1.5 da portaria, após o recebimento da denúncia o INMETRO poderá determinar a realização de ensaios comprobatórios em um laboratório designado.

O laboratório escolhido pelo INMETRO para proceder ao ensaio de investigação da denúncia será o responsável pela seleção de um produto do fornecedor denunciado, sendo certo que o ensaio deverá ser feito com observância aos requisitos de avaliação e conformidade (RAC) da portaria 004/2011 e das normas técnicas específicas.

Os produtos fotovoltaicos homologados e registrados no INMETRO encontram-se listados nos seguintes endereços:

• Módulos fotovoltaicos;
• Baterias;
• Inversores grid-tie (para conexão à rede);
• Inversores off-grid.

Requisitos de avaliação e conformidade dos inversores grid-tie

Nos seus anexos, a Portaria 004/2011 do INMETRO apresenta os RACs (requisitos de avaliação e conformidade) necessários para cada tipo de produto.

Os produtos sujeitos a um maior número de requisitos e procedimentos são, sem dúvidas, os inversores do tipo grid-tie, dentre todos os produtos elencados na referida portaria.

Os inversores fotovoltaicos para conexão à rede elétrica (grid-tie) devem ser submetidos aos seguintes ensaios:

1. Cintilação;
2. Injeção de componente contínua;
3. Harmônicos e distorção de forma de onda;
4. Fator de potência;
5. Injeção/demanda de potência reativa;
6. Sobre/sub tensão;
7. Sobre/sub frequência;
8. Controle da potência ativa em sobre frequência;
9. Reconexão;
10. Religamento automático fora de fase;
11. Modulação de potência ativa;
12. Modulação de potência reativa;
13. Desconexão do sistema fotovoltaico da rede;
14. Requisitos de suportabilidade a subtensões decorrentes de faltas na rede;
15. Proteção contra inversão de polaridade;
16. Sobrecarga;
17. Anti-ilhamento.

Os ensaios 1 a 14 são englobados nas normas ABNT NBR 16149:2013 – Sistemas Fotovoltaicos – Características de interface de conexão com a rede elétrica de distribuição, e ABNT NBR 16150:2013 – Sistemas Fotovoltaicos – Características de interface de conexão com a rede elétrica de distribuição – Procedimento de ensaio e conformidade.

O ensaio 17 é realizado de acordo com a norma específica ABNT NBR IEC 62116:2012 – Procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica.

De uma forma geral, os ensaios previstos nos requisitos de avaliação e conformidade, excetuando os três últimos, dizem respeito à maneira como o inversor grid-tie se comporta quando conectado à rede de distribuição de energia elétrica de baixa tensão.

A preocupação dos testes é avaliar funções de proteção do inversor em caso de sobre e sub-tensão, desconexão e religamento da rede, injeção de harmônicos e corrente contínua e capacidade de controle de potência reativa, entre outras coisas.

O ensaio 17 diz respeito ao comportamento do inversor quando a fonte primária de tensão é desconectada (de forma intencional ou não), com risco de operação de forma ilhada do inversor (situação que deve ser evitada por mecanismos de proteção embarcados no equipamento).

A preocupação do requisito de anti-ilhamento e da norma correspondente (ABNT NBR IEC 62116:2012) é verificar o que ocorre quando o inversor está conectado fisicamente a uma instalação elétrica que se encontra ilhada, ou seja, isolada de uma rede de distribuição ou de um gerador formador de rede elétrica (gerador que referência de tensão).

A principal questão atrelada à operação ilhada dos inversores fotovoltaicos é a possibilidade de danos a pessoas e equipamentos, seja com a originação de sobretensões perigosas (fora dos valores aceitáveis) ou com a eletrocussão inadvertida de pessoas durante procedimentos de manutenção.

Cada um dos requisitos listados acima requer protocolos e equipamentos de testes dedicados. Dada a extensão e a complexidade dos testes envolvidos nos requisitos, é impossível abordá-los em um único documento, razão pela qual serão abordados de forma detalhada em artigos subsequentes a este.