PV Next e suas características técnicas

Atualmente, quando nos deparamos com o tema instalação fotovoltaica ainda existem muitas dúvidas sobre viabilidade, confiança e quais materiais devem estar envolvidos para trazer segurança e integridade ao sistema.

Este artigo se concentra nas instalações fotovoltaicas brasileiras, onde parte essencial desse tipo de instalação é o uso da string box.

Essas caixas são utilizadas para combinar vários strings, proteger a instalação e a residência contra sobretensão, além de apresentarem muitas outras funções.

Quais são os recursos especiais da string box PV Next?

O PV Next é um portfólio amplo e global de string box da Weidmüller e, a partir de 2023, também será fabricado no Brasil.

Elas são baseadas em um conceito modular e com aplicação de um design de montagem em placas de circuito impresso, atendendo ao objetivo de cobrir o maior número possível de variantes com o menor número de produtos finais, além de reduzir os maiores geradores de riscos que são as conexões.

Por exemplo, se a instalação exigir uma versão com apenas uma entrada e uma saída, a versão de duas entradas e duas saídas poderá ser utilizada, garantindo a alta disponibilidade de estoque, flexibilidade de uso e otimização de custos.

A filosofia de MPPTs e placa de circuito impresso da PV NEXT

Um aspecto essencial do conceito modular é o uso de uma quantidade limitada de placas de circuito impresso, ou PCIs. A lógica é simples: é necessária uma PCI para um MPPT.

Portanto, se o inversor tiver três MPPT’s, será necessário uma caixa PV Next com três PCIs similares. Além disso, para otimização já há modelos com dois MPPT’s em uma única PCI.

Se adequando ao mercado para finalidade de diversas entradas por MPPT, as caixas possuem em sua PCI, três pontos de conexão para cada entrada e três pontos de conexão para cada saída, estando todas interligadas entre elas.

Para tornar esta seleção o mais fácil possível, a Weidmüller oferece um guia de seleção digital para encontrar a variante PV Next certa de acordo com o uso do seu inversor. Este passo a passo também será indicado ao final do artigo.

Como posso proteger as instalações contra um surto de energia?

De acordo com regulamentos, como a NBR IEC 61643 e o EN 51643-32:2020, engenheiros de projeto e instalação concordam que todas as instalações fotovoltaicas em edificações residenciais ou comerciais devem ser protegidas com protetores de surtos (DPSs) no lado CC.

E dependendo do tipo e condições da instalação, é necessário definir a proteção contra sobretensão entre Tipo II ou Tipo I+II, lembrando que esta decisão está condicionada a análise de risco presenta na NBR 5419. O portfólio PV Next oferece a solução adequada para ambos os tipos.

Exemplo: O inversor SMA Sunny Boy 5.0 com duas entradas (cada uma com um MPPT) conectado a uma instalação no telhado sem um sistema de proteção contra raios requer um PV Next com duas PCIs e uma proteção contra sobretensão Tipo II.

Contando também com o componente essencial para proteção que é a seccionadora. Além disso, mostra-se que apenas uma entrada por PCI é usada. As outras duas entradas restantes do MPPT continuam sem uso e disponíveis.

A importância do seccionamento externo ao inversor

Mesmo com a utilização de inversores string com seccionadoras embarcada, se vê necessário a utilização de um chave deicada em uma string box pelos seguintes motivos:

• Em um possível curto entre os pólos positivo e negativo de uma string, a string box com seccionadora garante a separação total dos módulos e o inversor, garantindo fisicamente a vida útil do inversore e das conexões;
• Em uma manutenção preventiva ou corretiva, o uso de uma seccionadora dedicada irá garantir a operação segura na manipulação das strings e conexões elétricas do sistema FV;
• Normalmente, o número de ciclos de uma seciconadora dedicada relacionada com sua vida útil, é maior do que as especificadas nos inversores;
• Utilização de um equipamento específico para a aplicação de seccionamento CC sob carga e que não podem permitir qualquer risco de choque elétrico ao usuário ou criação de arco elétrico trazendo risco de incêndio.

Disponibilidade do inversor

É verdade que a maioria dos inversores utilizados no mercado residencial e comercial já possuem DPS incorporado, o que teoricamente atende as normas básicas para instalações fotovoltaicas, mas não necessariamente significa que é a melhor opção para proteção do sistema.

Quando é mencionado a utilização deste tipo de inversor, ainda assim comprometemos a disponibilidade da instalação caso optamos pelo não uso da string box.

Os DPSs instalados no inversor vem soldado em sua placa de controle. Quando o DPS atua com um raio ou ao final de sua vida útil, causando uma indisponibilidade do sistema, é necessária uma parada e, às vezes, até uma troca completa do produto para poder retomar a geração.

Enquanto isso, na string box é possível fazer a troca apenas do componente ou apenas do cartucho atuado. Nesta questão, a PV Next garantirá uma forma de instalação e substituição fácil e rápida para quando o DPS estiver comprometido, utilizando do sistema de extração da PCI com uma base de instalação,

Combinando número de strings com o PV Next

Além da função de proteção contra sobretensão, também é possível combinar strings com todos os modelos das caixas. O intervalo estende-se à combinação de até doze strings de entrada para seis MPPTs, ou seja, com duas entradas cada.

E como mencionado anteriormente, estes modelos permitem a conexção de até três canais de entrada por MPPT. Todos os projetos são certificados de acordo com a norma IEC 61439-2.

Exemplo: Uma instalação de 45 kWp em um telhado é implementada com um DELTA M50 A. Este inversor pode suportar 58 kWp com uma entrada por MPPT.

Devido à alta potência e o baixo número de entradas, a instalação requer uma caixa combinadora com três strings por MPPT. Desta forma, a solução pode ser visualizada no gráfico abaixo.

Recursos adicionais da PV Next

A modularidade dos projetos também é continuada em outras características do portfólio:

1. Em todos os modelos, uma conexão terra funcional está pronta para uso. Ela garante o bom funcionamento do equipamento e do sistema elétrico em que estará conectado;
2. Os layouts podem ser encomendados com aplicação de uma Seccionadora para permitir o controle entre CC ligado e desligado. Neste perfil, o projeto da solução, incluindo o número de PCIs e a dimensão da caixa, permanece o mesmo, apenas apresentando cabos entre PCI e a seccionadora. Nos projetos sem chave, esta etapa é conectada com um cabo (pré-instalado). As chaves podem ser facilmente bloqueadas para manutenção;
3. A conexão das strings (entrada +/-) podem ser implementadas de duas maneiras diferentes. A primeira opção é usar o conector PV Weidmüller para uma conexão rápida fora da caixa. A segunda é passar os cabos através de prensa cabos e conectá-los dentro da caixa. Dentro da caixa, a conexão pode ser feita facilmente com a ajuda dos terminais PUSH-IN já que esta tecnologia requer apenas um cabo decapado e este pode ser inserido diretamente com uso de apenas uma chave de fenda padrão;
4. As caixas combinadoras são frequentemente instaladas sob condições climáticas adversas. Isso levará à condensação dentro da caixa. Para se livrar dessa umidade, todas as caixas PV Next possuem um elemento de compensação de pressão integrado;
5. O status dos protetores de sobretensão pode ser visto a partir da indicação de sua cor (verde = OK para operar, vermelho = deve ser substituído). Isso requer apenas uma verificação visual através da tampa transparente da caixa. Uma outra alternativa é verificar o status em um sistema de monitoramento. Para este propósito, todos os projetos PV Next contêm um Contato remoto, que permite uma conexão por cabo com a unidade de comunicação.

Guia para encontrar de maneira rápida e correta seu modelo de PV Next

Acesse o site clicando aqui. Veja abaixo as perguntas mais frequentes.

Quantos MPPTs são considerados para o seu projeto? Quantos MPPTs têm os seus inversores?

É possível proteger vários inversores com uma única caixa PV Next. Isto depende da filosofia do instalador.

Quantas entradas deve ter a caixa combinadora?

Com o PV Next, é possível lidar com duas strings de entrada (+/-) para até seis MPPTs. Para descobrir a combinação correta, a instalação tem de ser simulada ou calculada. Os parâmetros necessários são a potência, a tensão e o número de painéis solares e a potência, a tensão e o número de entradas por MPPT do inversor.

Que tipo de proteção contra sobretensão é necessário? Tipo I/II ou Tipo II?

Geralmente, o tipo I/II tem de ser utilizado se o edifício tiver um sistema externo de proteção contra raios; caso contrário, deve ser utilizado o tipo II. Detalhes sobre a proteção contra sobretensões em caixas combinadoras podem ser encontrados nos sites da Weidmüller.

A instalação necessita de um seccionamento em carga DC?

De acordo com a norma IEC 60364-7-712, deve ser instalado um seccionador de carga no local de corrente contínua. Este pode ser parte do inversor ou parte da caixa combinadora (sugerida).

Gostaria de preparar uma instalação plug&play ou por conectores PUSH-IN?

Os clientes podem decidir sobre o tipo de ligação. Podem escolher entre uma caixa pré-cabeada com interface dos conectores FV ou uma caixa com prensa cabos e conexão via terminais PUSH IN no interior. A segunda opção requer a inserção dos cabos no interior da caixa no local de instalação.

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