O rápido crescimento da energia fotovoltaica trouxe desafios de segurança, especialmente o problema do arco elétrico em CC. Diferentemente dos sistemas em CA (corrente alternada), os sistemas fotovoltaicos em CC não possuem cruzamentos por zero, e o uso de estruturas de alta tensão significa que, uma vez formado, o arco é difícil de ser extinto naturalmente.
Arcos em CC podem ocorrer devido a fiação solta, equipamentos envelhecidos, má construção ou falhas de isolamento, causando altas temperaturas locais sustentadas e, em casos graves, incêndios.
Esses arcos são frequentemente ocultos, e os dispositivos de segurança tradicionais têm dificuldade em detectá-los rapidamente, representando um risco significativo para a eficiência e operação segura dos sistemas fotovoltaicos. O problema do arco CC é um risco importante em cenários de aplicação fotovoltaica residencial, industrial, comercial e centralizada.
Adequação a Norma 17193
A NBR 17193 exige maior segurança em sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Para atender à norma, AFCI (Arc-Fault Circuit Interrupter) é essencial. O AFCI detecta e interrompe arcos elétricos, prevenindo incêndios em sistemas solares. O dispositivo AFCI assegura conformidade com a NBR 17193, aumentando a proteção, a confiabilidade e o valor das instalações fotovoltaicas.
Princípio da Tecnologia AFCI
O dispositivo de detecção e proteção contra arco em CC é um equipamento profissional de proteção elétrica. Seu princípio central é identificar com precisão as falhas de arco através do monitoramento e análise dos sinais de corrente e tensão no circuito, combinando-os com as características geradas pelo arco.
Quando um sinal de arco é detectado, o dispositivo emite um comando de proteção para interromper rapidamente o período do arco, prevenindo danos. Em usinas fotovoltaicas de grande porte, a interferência de longos cabos pode dificultar a identificação precisa do arco por soluções tradicionais.
Soluções Proauto para AFCI A Proauto desenvolveu soluções abrangentes de proteção contra arco em CC, que utilizam tecnologia de análise de sinal de alta precisão para extrair características de arco de harmônicos de alta frequência, aumentando significativamente a precisão e confiabilidade da detecção.
Essas soluções são adaptáveis a diversos cenários (residencial, comercial, industrial, usinas de solo) e podem ser integradas com outros dispositivos de desligamento e plataformas de monitoramento.
As principais soluções incluem:
AFCI Integrado no Inversor/String Box;
- Integra o módulo de detecção de arco com inversores, caixas de junção e outros equipamentos, melhorando a integração do sistema, aproveitamento de espaço e redução de custos;
- Adequado para sistemas com requisitos de segurança mais baixos e ambiente operacional simples.
Caixa de Proteção AFCI Independente:
- Pode detectar e proteger diretamente contra arcos em série e tem bom desempenho na supressão de arcos em paralelo;
- Compatível com a maioria dos inversores do mercado, de fácil instalação, operação e manutenção;
- A tecnologia patenteada de extinção de arco CC da Proauto não afeta a geração normal de energia;
- A proteção contra arcos paralelos é principalmente entre a caixa de proteção e o inversor, e o número de caminhos protegidos é limitado.
Interruptor de Arco Instalado na String FV:
- Mais recomendado, instalado no primeiro ou último módulo da string fotovoltaica;
- Design plug-and-play que simplifica a instalação e economiza tempo/custo;
- Protege eficazmente contra arcos em série e arcos em paralelo;
- Pode ser equipado opcionalmente com uma unidade de controle para monitoramento em tempo real via comunicação PLC, prevendo falhas e melhorando a manutenção;
- Flexível e adaptável para diversos tamanhos de sistemas, com alta relação custo-benefício.
Aplicações e Recomendações
- Para atender aos requisitos regulatórios com custo mínimo, a integração de funções AFCI em inversores ou caixas combinadoras é uma opção econômica para novas usinas;
- Para renovação de usinas antigas, dispositivos externos de proteção contra arco em CC (caixa de proteção AFCI independente ou interruptor de arco em string FV) são recomendados devido à facilidade de instalação e baixo custo de modificação;
- Para projetos que buscam maior desempenho em segurança ou funções avançadas, a solução de RSD/otimizador com proteção contra arco integrada é ideal.
Em resumo, a tecnologia AFCI é crucial para a segurança de longo prazo de sistemas fotovoltaicos, pois os arcos em CC são perigosos e difíceis de controlar.
As soluções de AFCI buscam detectar e interromper rapidamente esses arcos, com diferentes implementações oferecendo variados níveis de proteção e adaptabilidade para atender às necessidades específicas de cada projeto.
O produto AFCI BOX Proauto, é um produto desenvolvido especialmente para atender essa demanda de sistemas já instalados e que estão em desacordo com a norma 17193 e a portaria 515 do INMEMTRO, adequando novamente esses sistemas para as normas brasileiras vigentes e garantindo a segurança dessas instalações.
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