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Influência da névoa salina e da umidade em sistemas fotovoltaicos

Névoa salina e umidade podem causar corrosão e afetar segurança e durabilidade das plantas fotovoltaicas

Autor: 22 de dezembro de 2021dezembro 28th, 2021Artigos técnicos
Influência da névoa salina e da umidade em sistemas fotovoltaicos

Condições agressivas como a névoa salina podem impactar a confiabilidade e a longevidade do sistema fotovoltaico. Foto: Solis/Reprodução

O ambiente de trabalho de uma planta fotovoltaica é relativamente complexo e sujeito a condições extremas como temperatura alta ou baixa, umidade, névoa salina e areia pesada, entre outras coisas. Essas condições agressivas podem impactar a confiabilidade e a longevidade do sistema fotovoltaico.

Cada vez mais plantas fotovoltaicas estão sendo construídas na água, no deserto e em áreas costeiras, locais em que as condições de operação são mais agressivas do que em outros lugares.

Depois de 2 ou 3 anos da construção e do início da operação da usina solar, ambientes extremos, como estes citados, podem ter consequências graves nos equipamentos que compõem os sistemas fotovoltaicos como quadros elétricos, string boxes, estruturas de fixação e inversores.

Este artigo realiza uma análise do impacto da névoa salina e de ambientes de alta umidade na operação de plantas solares e destaca algumas soluções.

Impacto da névoa salina e do ambiente de alta umidade 

A névoa salina contém uma grande quantidade de íons de cloreto, que podem facilmente penetrar na camada protetora de uma superfície de metal e causar uma reação eletroquímica com o metal de contato, causando a falha do produto. 

As plantas solares construídas ao longo da costa são suscetíveis aos efeitos da alta salinidade e da umidade do ar. 

As partículas externas de névoa salina e o ar úmido afetam os componentes, cabos (especialmente cabos de aterramento), suportes de metal, inversores e quadros elétricos.

Além disso, ambientes de alta temperatura e alta umidade também afetam os sistemas fotovoltaicos nos seguintes aspectos:

  • Em ambientes com grandes diferenças de temperatura, como praias, montanhas e outras áreas, o vapor de água evapora e condensa.
  • Em locais com alta umidade ambiental, como áreas de lagos, áreas costeiras etc, o ar ao redor é úmido e é fácil causar condensação no interior do equipamento. Isso causa umidade interna e pode levar a incêndios devido à baixa isolação elétrica.
  • Os condutores expostos são facilmente corroídos em um ambiente com alto teor de sal e umidade, o que aumenta a impedância e leva à ocorrência de maus contatos.
Conectores elétricos corroídos pelo efeito da salinidade e da alta umidade

Conectores elétricos corroídos pelo efeito da salinidade e da alta umidade. Foto: Solis/Reprodução

 

Estruturas metálicas e módulos fotovoltaicos corroídos

Estruturas metálicas e módulos fotovoltaicos corroídos. Foto: Solis/Reprodução

Se a névoa de sal e o vapor de água penetrarem nos quadros elétricos ou inversores, o acúmulo de longo prazo irá corroer a estrutura interna dos equipamentos e causar danos aos componentes.

Placa de circuito impresso de um inversor corroída

Placa de circuito impresso de um inversor corroída. Foto: Solis/Reprodução

 

Cabo de aterramento e barra de terminais de um quadro elétrico corroídos

Cabo de aterramento e barra de terminais de um quadro elétrico corroídos. Foto: Solis/Reprodução

Prevenção da corrosão de materiais e equipamentos

A seleção dos componentes deve levar em consideração sua capacidade de proteção

O equipamento escolhido deve ter níveis rígidos de proteção anti-corrosão. Equipamentos como inversores e caixas de distribuição usados em áreas com alta salinidade ou alta umidade precisam ter níveis de proteção e projetos anticorrosivos mais altos do que em outras áreas.

Recomenda-se usar inversores e caixas com proteção IP65 ou superior. Esse nível de proteção permite prevenir eficazmente a entrada da umidade externa.

Os quadros elétricos devem ter caixa galvanizada, coberta com tinta anticorrosiva e completamente hermética.

Além disso, a placa de circuito impresso do inversor e os componentes eletrônicos precisam ter um revestimento de filme, cola ou tinta protetora para proteger contra umidade, névoa salina e mofo.

Acima: elementos corroídos em uma placa de circuito impresso desprotegida. Abaixo: Componentes preservados em uma placa protegida com uma película protetora

Acima: elementos corroídos em uma placa de circuito impresso desprotegida. Abaixo: Componentes preservados em uma placa protegida com uma película protetora. Foto: Solis/Reprodução

O inversor precisa passar por testes de temperatura e umidade e testes de resistência à corrosão. Deve-se exigir do fabricante informações relacionadas aos testes pelos quais o equipamento passou e às certificações que ele possui.

Os inversores da Solis, por exemplo, passam por testes cíclicos de alta temperatura e alta umidade. Os testes são realizados inicialmente em temperatura ambiente (25 ºC) e umidade de 62%. Em seguida o equipamento passa por um teste de operação de 1000 horas com temperatura de 85 ºC e umidade de 85%. O equipamento testado deve funcionar corretamente após a realização dos testes.

Inversores submetidos ao teste de temperatura e umidade em uma câmara climática

Inversores submetidos ao teste de temperatura e umidade em uma câmara climática. Foto: Solis/Reprodução

É também necessário prestar atenção à qualidade de produtos como cabos, estruturas metálicas e string boxes. Escolha componentes fotovoltaicos, equipamentos e estruturas metálicas que possuam tratamentos anticorrosivos.

Deve-se também ter alguns cuidados especiais com o modo de instalação. As partes metálicas dos cabos não devem ser expostas ao ar. Os terminais elétricos devem ser blindados e ajustados para evitar o contato com a superfície metálica.

Tratamento de proteção durante a instalação e construção

Os cabos CA, CC e de aterramento precisam ser colocados em eletrodutos de PVC ou enterrados no solo para proteção e evitar os efeitos da abrasão e da névoa salina.

Os cabos elétricos, sempre que possível, devem ser alojados em eletrodutos ou enterrados

Os cabos elétricos, sempre que possível, devem ser alojados em eletrodutos ou enterrados. Foto: Solis/Reprodução

As estruturas metálicas e os cabos de aterramento devem ser pintados com tinta anticorrosiva ou devem receber tratamento galvanizado.

Esses elementos devem ser inspecionados e receber manutenção em intervalos regulares. Pontos de corrosão, quando identificados, devem ser eliminados para evitar a deterioração dos elementos por período prolongado.

Atenção especial deve ser dada ao uso de parafusos de alumínio e zinco (Al/Zn) em contato com peças de aço, para evitar corrosão eletroquímica pelo contato de metais diferentes.

Juntas de plástico podem ser adicionadas para isolar os dois metais e prevenir a corrosão por contato.

Para os quadros elétricos (CA ou string box CC) recomenda-se usar manta ou espuma isolante não inflamável para melhorar a proteção e evitar a entrada de vapor de água.

Quadros elétricos devem ter aberturas vedadas

Quadros elétricos devem ter aberturas vedadas. Foto: Solis/Reprodução

Resumo

Ambientes com névoa salina e alta umidade podem causar grandes problemas de corrosão e afetar seriamente a segurança e a durabilidade de plantas fotovoltaicas.

Nesses ambientes, atenção especial deve ser dada à seleção de equipamentos, à construção, à operação e à manutenção para melhorar a estabilidade operacional, reduzir falhas e prolongar a vida útil.

As opiniões e informações apresentadas são de responsabilidade do autor e não refletem, necessariamente, a opinião do Canal Solar.

Solis

Solis

Fundada em 2005, Solis é um dos mais antigos fabricantes de inversores solares fotovoltaicos. A empresa tem uma equipe de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento) técnico de alto nível. Seus produtos já foram exportados para mais de 80 países no mundo.

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