O aumento acelerado do número de sistemas fotovoltaicos instalados no Brasil e no mundo tem levantado a atenção para o tema da segurança desses sistemas.
Os sistemas fotovoltaicos tradicionais trabalham com tensões elevadas, de várias centenas de volts. Além do choque elétrico, existe o risco do arco elétrico nos circuitos de corrente contínua – ou seja, nos circuitos que fazem as conexões série e paralelo dos módulos fotovoltaicos.
Uma vez originado um arco elétrico, é difícil extingui-lo pois não é possível desligar os módulos fotovoltaicos, já que não é possível remover sua fonte de alimentação: a luz solar.
Arcos elétricos podem originar incêndios de difícil solução, com o agravante da presença de tensões perigosas, que colocam em risco as equipes de salvamento.
As principais causas de arcos elétricos e incêndios são os maus contatos nas conexões dos circuitos de corrente contínua. Um conector defeituoso ou um parafuso mal apertado pode resultar no incêndio do sistema fotovoltaico.
Solução para os riscos de incêndio e choque elétrico
A indústria tem trabalhado para prover soluções tecnológicas que permitam mitigar os riscos existentes nos sistemas fotovoltaicos.
Duas soluções principais têm sido propostas. A primeira delas é o uso de otimizadores de potência associados a sistemas de desligamento rápido – rapid shutdown.
Essa tecnologia permite individualizar os módulos fotovoltaicos das strings e permite desligá-los, reduzindo sua tensão de saída a poucos volts, em caso de ocorrência de arco elétrico, o que requer o uso combinado de um sistema de detecção de arco elétrico, conhecido como AFCI – arc fault circuit interrupter.
A segunda solução é o uso de microinversores nos sistemas fotovoltaicos. Os microinversores recebem um pequeno número de módulos fotovoltaicos, normalmente um ou dois módulos por entrada de MPPT, e assim dispensam a conexão de módulos em série e a formação de strings. Isso naturalmente reduz os níveis de tensão presentes nos sistemas fotovoltaicos, evitando riscos de choque elétrico, arco e incêndio.
Além da vantagem relacionada à segurança, o uso de microinversores também facilita a instalação dos sistemas fotovoltaicos, tornando-a mais próxima de algo como “plug-and-play”, evitando o uso de cabeamentos de corrente contínua, stringboxes e dispositivos de chaveamento e proteção que normalmente são empregados nos sistemas fotovoltaicos com strings.
O microinversor é bastante diferente do inversor tradicional. Sua principal diferença é que do lado CC pode ser conectada apenas uma quantidade fixa de módulos fotovoltaicos, dependendo do número de conexões de entrada que o equipamento possui.
Nos últimos anos a indústria introduziu muitas inovações que aumentaram a potência dos módulos fotovoltaicos disponíveis no mercado. É possível encontrar módulos com potências acima de 700 W e correntes de curto-circuito que já chegam perto de 20 A. Isso tem forçado a atualização e o progresso da tecnologia de microinversores.
Neste artigo, a TSUN irá apresentar detalhadamente o seu novo microinversor Titan e descrever as características e as vantagens do seu produto para os sistemas fotovoltaicos.
Como escolher um micro inversor adequado?
Sistemas doméstico na Europa (módulo de 410 W)
De acordo com requisitos de instalação, o tamanho dos módulos fotovoltaicos é limitado na Europa.
Como resultado disso, os módulos empregados em sistemas de geração distribuída são maioritariamente na faixa de 400 a 450 W.
Tomemos como exemplo a série VERTEX-S da Trina Solar, que tem seus parâmetros apresentados na tabela abaixo.
Na condição STC, a potência de pico do módulo maior módulo da série é de 410 W, a tensão de circuito aberto é de 41,6 V e a corrente de curto-circuito é de 12,4 A.
Para este tipo de módulo fotovoltaico, recomendamos o microinversor TSOL-MS3000 da nova série TITAN da TSUN, cujos parâmetros são mostrados na tabela a seguir.
O TSOL-MS3000 possui 4 entradas de MPPT independentes, cada uma preparada para receber dois módulos em série – ao todo, o equipamento pode operar com 8 módulos fotovoltaicos, como mostrado na figura a seguir.
A tensão de circuito aberto de cada entrada é 83,2 V, o que é uma tensão de segurança baixa, que não oferece riscos de choque ou arco elétrico.
Tomando como exemplo o TSM-410, a potência total de entrada dos módulos 8 módulos é de 410 W * 8 = 3280 W, enquanto a potência nominal de saída do TSOL-MS3000 é de 3000 W. Neste caso, o sobredimensionamento dos módulos fotovoltaicos é próximo de 1,1.
Sistema doméstico na América do Sul (módulo de 550 W)
O sol é abundante na América do Sul, e a potência dos módulos fotovoltaicos mais comuns no mercado é na faixa de 500 a 550 W atualmente.
Tomemos como exemplo a série Hi-Mo 5m da Longi, cujas características são mostradas na tabela a seguir.
Na condição STC, a potência de pico do módulo de maior potência é de 550 W, a tensão de circuito aberto é de 49,8 V e a corrente de curto-circuito é de 13,98 A.
Para este tipo de módulo recomendamos o microinversor TSOL-MP3000 da nova série TITAN da TSUN, cujos parâmetros são mostrados na tabela a seguir.
O TSOL-MP3000 possui 6 entradas de MPPT independentes, podendo operar com até 6 módulos fotovoltaicos.
Tomando como exemplo o módulo LRS-72HPH-550M da Longi, a potência total de entrada dos módulos é de 550 W * 6 = 3300 W, enquanto a potência nominal de saída do TSOL-MP3000 é de 3000 W. Neste caso, o sobredimensionamento dos módulos fotovoltaicos é de 1,1.
Pequenos projetos industriais e comerciais (módulos maiores do que 600 W)
Considerando os requisitos de segurança de alguns clientes em particular (como postos de combustíveis e áreas classificadas em geral), os microinversores também podem ser utilizados em projetos industriais e comerciais.
E os projectos industriais e comerciais utilizam principalmente módulos fotovoltaicos de alta potência de cerca de 550 a 700 W.
Por exemplo, podemos analisar as características da série Vertex de 670 W da Trina Solar. Na condição STC, a potência de pico do módulo fotovoltaico é de 670 W, a tensão de circuito aberto é de 45,7 V e a corrente de curto-circuito é de 18,5 A.
Para este tipo de módulo recomendamos também o microinversor TSOL-MP3000 da nova série TITAN da TSUN, cujos parâmetros já foram mostrados na tabela anterior.
A máxima corrente de entrada suportada pelo microinversor TSUN MP3000 é compatível com o módulo fotovoltaico com células de 210 mm, como é o caso do módulo exemplificado.
Considerando o uso de 6 módulos na entrada, temos uma potência de pico de 670 W * 6 = 4020 W, enquanto a potência nominal de saída do TSOL-MP3000 é de 3000 W. Neste caso, o sobredimensionamento dos módulos fotovoltaicos é de 1,3.
Ao mesmo tempo, o TSOL-MP3000 também pode suportar outros módulos fotovoltaicos de alta potência, considerando-se o sobredimensionamento na faixa de 1,2-1,4 de acordo com diferentes projetos fotovoltaicos.
