Agosto 19, 2019

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Como fazer o cabeamento elétrico dos módulos fotovoltaicos

 

Introdução

É simples conectar os módulos fotovoltaicos em uma instalação ou usina solar? Existe um jeito certo? Vamos analisar neste artigo o modo correto de fazer o cabeamento entre módulos fotovoltaicos.

É importante atentar para o modo correto de realizar as conexões elétricas entre os módulos dos sistemas fotovoltaicos. Não se pode simplesmente sair ligando um módulo no outro. Alguns aspectos devem ser observados tanto para garantir o correto funcionamento do sistema como para possibilitar a redução do consumo de cabos.

O erro mais comum dos instaladores, e mesmo de muitos projetistas, é realizar ligações de módulos em série como a mostrada na figura abaixo. Esta seria a maneira mais simples e óbvia de conectar coisas em série. O polo positivo de um módulo é ligado ao negativo do outro e assim sucessivamente. Os módulos da fileira de cima são conectados aos da fileira de baixo e assim por diante, até chegar ao final da string (conjunto de módulos em série). Nas duas pontas sobram dois terminais (sendo um positivo e um negativo), conforme vemos na figura.

Indução eletromagnética nos circuitos

Qual é o problema com a ligação da figura anterior? Os módulos estão todos conectados e é só isso o que importa, certo? Errado! Um bom projeto de cabeamento fotovoltaico deve levar em conta o perigo da indução eletromagnética causada por descargas atmosféricas.

Quando uma descarga atmosférica (vulgarmente conhecida como "raio") cai próximo a uma instalação fotovoltaica, um forte campo magnético é gerado. Esse campo magnético, ao passar entre os cabos do circuito fotovoltaico, pode induzir tensões perigosas. Essas tensões induzidas, caracterizadas como um surto de tensão (pico de curta duração e alta intensidade) podem queimar os componentes do sistema fotovoltaico. O componente mais sensível, que mais sofre com a ocorrência de descargas atmosféricas, é o inversor CC-CA. 

 

Na figura acima vemos o modo correto de fazer a mesma instalação fotovoltaica mostrada na figura inicial. Os módulos são os mesmos e estão todos em série -- não mudou nada aparentemente. Qual é a diferença? A mudança está no modo de fazer as conexões. Na figura acima vemos que o circuito verde (ao contrário do circuito vermelho) forma uma área de laço muito menor. Na prática, o que deve ser feito é passar os cabos positivo e negativo dos circuitos sempre paralelos, mantendo-os em proximidade através de amarração com abraçadeiras. 

Os cabos positivo e negativo dos circuitos dos módulos FV devem estar sempre próximos, amarrados com abraçadeiras. 

  

O motivo da preocupação com a minimização da área de laço dos circuitos de conexão dos módulos fotovoltaicos pode ser compreendido na figura acima. O campo magnético induzido pela descarga atmosférica produz uma tensão induzida proporcional à área do laço. Quanto menor o espaço existente entre os condutores, menor será a possibilidade de um surto de tensão causar um estrago na instalação fotovoltaica.

Os circuitos de conexão dos módulos fotovoltaicos devem ser feitos corretamente para evitar os efeitos das descargas atmosféricas.

Norma de projetos fotovoltaicos

Além de ser uma boa prática de instalação elétrica, a redução das áreas dos laços formados pelos circuitos dos módulos fotovoltaicos é prevista na Seção 6.2.6.2 do projeto da norma ABNT NBR 16690 (Instalações elétricas de baixa tensão – Arranjos fotovoltaicos), baseada na norma internacional IEC 62548 (Photovoltaic (PV) arrays - Design requirements).

 

Para reduzir a magnitude de sobretensões induzidas por descargas atmosféricas, os condutores do arranjo fotovoltaico devem ser dispostos de tal maneira que a área de laços de condutores seja mínima, por exemplo, pela instalação de condutores em paralelo, conforme mostrado na Figura 10. (ABNT NBR 16690)

 

Figura 10 da Seção 6.2.6.2 do projeto da norma ABNT NBR 16690.

Figura 10 da Seção 6.2.6.2 do projeto da norma ABNT NBR 16690.

Figura 10 da Seção 6.2.6.2 do projeto da norma ABNT NBR 16690.


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Last modified on Terça, 02 Julho 2019 01:33
Marcelo Gradella Villalva

Especialista em sistemas fotovoltaicos. Doutor (PhD), Mestre e Graduado em Engenharia Elétrica. É docente e pesquisador do quadro permanente da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da UNICAMP - Universidade Estadual de Campinas. Diretor do LESF - Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos da UNICAMP. Autor de mais de 200 artigos técnicos de alcance internacional nas áreas de eletrônica de potência e sistemas fotovoltaicos. Autor do livro "Energia Solar Fotovoltaica - Conceitos e Aplicações". Pioneiro em treinamentos em sistemas fotovoltaicos no Brasil. É coordenador do programa de Extensão em Energia Solar Fotovoltaica da UNICAMP (http://cursosolar.com.br), onde apresenta cursos de Introduçao à Energia Solar Fotovoltaica, Projeto e Dimensionamento de Sistemas com PVSyst e Instalação e Integração de Sistemas Conectados à Rede Elétrica.

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