O crescimento acelerado das usinas fotovoltaicas no Brasil trouxe um novo desafio para o setor: garantir que os ativos mantenham desempenho, segurança e confiabilidade ao longo de toda sua vida útil.
Em muitos empreendimentos, observa-se uma preocupação intensa durante a fase de implantação e comissionamento inicial, mas uma redução significativa do nível de acompanhamento técnico após a entrada em operação.
Na prática, essa ausência de inspeções periódicas e ensaios especializados pode resultar em perdas energéticas silenciosas, degradação prematura de equipamentos, aumento do risco de incêndios e redução da disponibilidade operacional da planta.
As principais referências internacionais de O&M para sistemas fotovoltaicos, bem como documentos técnicos relevantes sobre o tema, como a IEC 62446-1, IEC 62446-2, guias do NREL (National Renewable Energy Laboratory), SolarPower Europe e IEA-PVPS, destacam que atividades periódicas de inspeção, manutenção preventiva e ensaios elétricos são fundamentais para preservar a performance e a segurança das usinas ao longo dos anos.
A própria IEC 62446 estabelece que os ensaios executados no comissionamento também podem ser utilizados em reinspeções periódicas e atividades de manutenção da planta, especialmente em sistemas sujeitos a envelhecimento, intempéries severas ou ambientes agressivos.
A perda de desempenho nem sempre é perceptível no supervisório
Um dos maiores problemas em usinas fotovoltaicas é que diversas falhas evoluem lentamente e permanecem “invisíveis” nos sistemas supervisórios convencionais. Muitas vezes, a planta continua gerando energia e não apresenta alarmes críticos, mas já opera com perdas relevantes.
Conexões com resistência elevada, módulos com hotspot, degradação induzida por potencial (PID), mismatch entre strings, infiltração de umidade, falhas em diodos bypass, sujeira excessiva, conectores defeituosos e problemas de aterramento são exemplos clássicos de falhas que podem permanecer por meses ou anos sem identificação adequada.
Em usinas de médio e grande porte, como as de minigeração e centralizadas, pequenas perdas distribuídas em centenas ou milhares de strings podem representar impactos financeiros extremamente relevantes ao longo do tempo. Além disso, determinados defeitos aumentam significativamente o risco de falhas catastróficas, como arco elétrico, derretimento de conectores e incêndios.
Por isso, o conceito moderno de O&M em usinas solares deixou de ser apenas corretivo e passou a incorporar uma abordagem preditiva e diagnóstica, baseada em inspeções periódicas e ensaios especializados.
Termografia: um dos ensaios mais importantes da usina
A termografia infravermelha é atualmente uma das ferramentas mais importantes na manutenção preventiva de usinas fotovoltaicas.
Sua principal vantagem é permitir a identificação de anomalias térmicas sem necessidade de desligamento da planta. As inspeções termográficas podem ser realizadas com drones ou câmeras manuais, dependendo do tipo de análise desejada.
Entre os principais problemas identificados pela termografia, destacam-se: hotspots em módulos; células danificadas; falhas em diodos bypass; conectores aquecidos; fusíveis defeituosos; mau contato em terminais; strings desbalanceadas; sobreaquecimento em inversores, QGBT e transformadores.
A IEC 62446-3 estabelece diretrizes específicas para inspeções termográficas em sistemas fotovoltaicos, incluindo critérios de execução, condições ambientais e classificação de anomalias térmicas.
Além do impacto direto na geração, diversos estudos apontam que anomalias térmicas podem evoluir para falhas graves de segurança caso não sejam tratadas preventivamente.
Vários guias técnicos e importantes documentos sobre este tema recomendam inspeções termográficas periódicas como parte essencial da estratégia de manutenção preventiva de plantas fotovoltaicas.
Na prática de mercado, muitas empresas especializadas realizam inspeções termográficas anuais em usinas utility-scale, especialmente antes dos períodos de maior irradiância.
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Figura 1: Termografia identifica curto-circuito entre sete módulos de uma string.
Curva IV: o “exame clínico” das strings fotovoltaicas
Entre os ensaios elétricos mais relevantes para avaliação da saúde da planta, destaca-se o ensaio de curva IV. Esse ensaio permite avaliar eletricamente o comportamento das strings fotovoltaicas, comparando os resultados medidos em campo com os valores esperados do fabricante corrigidos para irradiância e temperatura.
A análise da curva IV possibilita identificar: strings com baixa potência; mismatch entre módulos; degradação prematura; problemas de conexão; sombreamento; sujidade excessiva; falhas de módulos; alterações no fator de forma da curva (Fill Factor).
O ensaio de curva IV pode ser classificado como uma das metodologias importantes para verificação e manutenção de sistemas fotovoltaicos. Além disso, fabricantes e referências técnicas internacionais recomendam que as curvas sejam comparadas com medições históricas da própria usina, permitindo acompanhar tendências de degradação ao longo do tempo.
Em muitas situações práticas, a curva IV consegue identificar problemas que não aparecem de forma evidente nem na termografia nem no sistema supervisório da planta. A Figura 2 apresenta uma sutil diferença na curva IV de uma string de um inversor que muitas vezes é imperceptível em ensaios de termografia e no monitoramento do sistema.
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Figura 2: String com leve desvio de geração em relação às demais.
Ensaios elétricos e inspeções complementares
Além da termografia e da curva IV, programas de O&M costumam incluir outros ensaios importantes, tais como:
Inspeção visual detalhada
A inspeção visual detalhada permite identificar: delaminação de módulos; trincas; corrosão; infiltração de água; cabos danificados; estruturas oxidadas; conectores inadequados; problemas mecânicos em trackers.
Apesar de simples, a inspeção visual continua sendo uma das atividades mais importantes da manutenção preventiva.
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Figura 3: Eletroduto corrugado cortado, permitindo a infiltração de água e futuros problemas de baixa isolação nas strings CC.
Medição de resistência de isolamento
Fundamental para identificar degradação elétrica, infiltração de umidade e falhas de isolação em circuitos CC. Problemas de isolamento frequentemente estão associados a falhas intermitentes, disparos de proteção e riscos de arco elétrico.
Os inversores fotovoltaicos modernos normalmente possuem funções internas de monitoramento de isolamento, capazes de detectar falhas de aterramento ou falhas à terra e degradações críticas de isolação durante a operação.
Entretanto, esses sistemas embarcados atuam principalmente como mecanismos de proteção operacional e segurança, não substituindo os ensaios periódicos de resistência de isolamento realizados em campo com instrumentos apropriados.
Isso ocorre porque falhas incipientes, degradações intermitentes, umidade localizada, microfissuras em cabos e problemas que surgem apenas sob determinadas condições ambientais podem não ser detectados de forma precisa pelo monitoramento contínuo do inversor.
Dessa forma, os ensaios dedicados de isolação continuam sendo essenciais para uma avaliação mais aprofundada da integridade elétrica do sistema fotovoltaico e para a identificação precoce de defeitos que podem evoluir para desligamentos recorrentes, perdas de geração e até eventos de arco elétrico ou incêndio.
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Figura 4: Ensaio de resistência de isolamento em cabos CA que conectam os inversores ao QGBT.
Ensaios em equipamentos de média tensão
Em usinas de maior porte, também são recomendadas inspeções periódicas e atividades de manutenção preventiva em: transformadores; cubículos; disjuntores; TCs e TPs; relés de proteção; sistemas supervisórios e de comunicação.
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Figura 6: Ensaio das funções de proteção de um relé utilizando mala de teste.
Qual periodicidade adotar?
A periodicidade depende do porte da usina, criticidade do ativo, condições ambientais e exigências contratuais de O&M. Entretanto, a Tabela 01 apresenta exemplos de periodicidades recomendadas em boas práticas de O&M em usinas fotovoltaicas.
Tabela 1: Exemplos de periodicidades recomendadas em boas práticas de O&M em usinas fotovoltaicas.
| Atividade | Frequência usual em O&M |
| Monitoramento remoto | Contínuo |
| Inspeção visual | Mensal, trimestral ou conforme criticidade |
| Termografia | Anual ou semestral |
| Curva IV | Anual, bienal ou baseada em desempenho |
| Ensaios de isolação | Anual |
| Verificação de aterramento | Anual |
| Limpeza de módulos | Conforme análise da sujidade local e condições ambientais |
| Inspeção de trackers | Semestral ou anual |
Documentos do NREL, SolarPower Europe e IEC reforçam que programas preventivos bem estruturados reduzem indisponibilidade, aumentam confiabilidade e melhoram a rentabilidade do empreendimento no longo prazo.
O&M moderno é baseado em dados e diagnóstico
A operação e manutenção de usinas fotovoltaicas evoluiu significativamente nos últimos anos. Hoje, empresas mais maduras do setor já não dependem apenas de alarmes do supervisório ou de manutenção corretiva após falhas severas.
A tendência mundial é o uso combinado de: monitoramento contínuo; inspeções periódicas; ensaios especializados; diagnóstico preditivo; histórico de desempenho; e inteligência analítica.
Essa abordagem permite detectar falhas ainda em estágio inicial, reduzindo perdas energéticas e aumentando a vida útil dos ativos. Em um cenário de margens cada vez mais apertadas e crescente profissionalização do setor solar, a manutenção baseada apenas em correção de falhas deixou de ser suficiente.
A confiabilidade operacional da usina depende diretamente da qualidade das inspeções técnicas e da profundidade dos ensaios executados ao longo da vida útil do empreendimento.
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