Na maior parte dos projetos a stringbox é tratada como um componente individual e é adquirida já pronta para a utilização. São raros os projetos de sistemas fotovoltaicos, especialmente de microgeração, nos quais a stringbox é montada pelo próprio instalador.
A preocupação do projetista quase sempre se encontra apenas na especificação e na escolha da stringbox, indicando um modelo de algum fabricante que possua as características desejadas.
É importante que o projetista conheça as especificações da stringbox, seja para adquirir esse componente pré-fabricado ou para confeccionar a sua própria stringbox em projetos especiais. A especificação da stringbox baseia-se em dois parâmetros elétricos principais: a corrente do circuito e a tensão máxima do sistema fotovoltaico.
Neste artigo queremos abordar a escolha da chave seccionadora, tomando como exemplo uma stringbox para sistema de microgeração, com uma entrada e uma saída.
A capacidade de seccionamento da chave seccionadora depende da tensão de trabalho do sistema. Uma mesma chave pode ser capaz de seccionar uma corrente de 32 A, por exemplo, trabalhando em 600 V, ao passo que pode seccionar apenas 16 A se estiver trabalhando sob a tensão de 1000 V.
Neste exemplo, desejamos dimensionar a chave seccionadora para a stringbox mostrada na figura abaixo.
A partir das características da string podemos determinar a tensão máxima do sistema e a corrente a que a chave seccionadora estará sujeita.
De acordo com as características da string tempos uma corrente de curto-circuito (Isc) de 9,45 A. O valor de corrente a ser considerado, entretanto, deve seguir a orientação da norma NBR 1669.
Também da característica da string encontramos o valor da tensão máxima do sistema, que é de 372 V. Rigorosamente, deve ser realizada a correção da tensão de circuito aberto (Voc) da string para a menor temperatura encontrada no local. Tipicamente a variação de tensão do módulo fotovoltaico é inferior a 3 V para uma variação de temperatura de -20 ºC.
Como temos 10 módulos nesta string, podemos esperar um aumento de 30 V a uma temperatura ambiente de 5 ºC (= 25 ºC – 20 ºC). Assim, em resumo, a tensão máxima do sistema será em torno de 402 V em circuito aberto. É este o valor de tensão que devemos considerar ao dimensionar a chave seccionadora, bem como outros componentes do sistema.
A Tabela 5 da norma NBR 16690, reproduzida a seguir, mostra como se calcula o valor da corrente para o dimensionamento dos condutores e de outros elementos do circuito (como disjuntores e chaves seccionadoras).
A norma NBR 16690 ainda diz, em sua seção 6.3.7.2, que os dispositivos seccionadores e os dispositivos interruptores-seccionadores devem apresentar corrente nominal igual ou superior à capacidade de corrente mínima requerida do circuito ao qual sejam conectados, de acordo com a Tabela 5.
De acordo com a tabela anterior, a corrente do circuito a ser considerada é 1,5 x 9,45 A = 14,17 A. E de acordo com a seção 6.3.7.2 devemos usar este valor de corrente para o dimensionamento da chave seccionadora. Analisando, por exemplo, a folha de dados do fabricante Projoy Electric, encontramos diversos modelos (part numbers) de chaves seccionadoras que podem ser adequados para este projeto.
A tabela abaixo mostra os modelos recomendados para operar com 1 string. Existem modelos de 2 polos que podem oferecer capacidade de seccionamento de 9 A a 32 A (dependendo da tensão do sistema), enquanto os modelos com finais 4S, 4B e 4T oferecem capacidade de seccionamento de 32 A para qualquer tensão entre 600 V e 1200 V (faixa adequada para este projeto).
Para operação em 600 V, por exemplo, qualquer modelo (part number) dessa tabela seria adequado. Para qualquer modelo escolhido a corrente de interrupção seria de 32 A, maior ou igual à capacidade de corrente do circuito (14,17 A), satisfazendo assim a seção 6.3.7.2 da norma NBR 16690.
Já para operação em 1200 V, apenas os modelos PEDSC100-R-a32x-4S, PEDSC100-R-a32x-4B e PEDSC100-R-a32x-4T seriam adequados, apresentando também capacidade de interrupção de até 32 A nesta condição.
Existem diversos fabricantes de stringbox no mercado brasileiro, que oferecem modelos adequados para os projetos mais comuns. Vamos analisar, por exemplo, a stringbox SB-1E-1S-1005DC da Proauto Electric, que possui 1 entrada e 1 saída, conforme a necessidade deste projeto.
Verifica-se que a o referido modelo de stringbox emprega a chave seccionadora PEDSC100-R-a32x-4T, com capacidade de seccionamento e interrupção de 32 A em 1200 V, sendo adequada para o seccionamento e a interrupção da string de 10 módulos deste exemplo.
Uma resposta
1 – A tabela 5 é para dimensionamento de cabos. Dá a entender, que os fusíveis para mais de duas strings em paralelo são calculados pela fórmula Inp+1,5 Isc(SPo-1). Se for, o fator 1,5 deveria não deveria ser 1?
2 – No exemplo dado, foi considerada a tensão VMPT= 372V, que corrigida pela temperatura, ficou em 402 V em circuito aberto. Não deveria ter sido considerada a tensão Voc (corrigida pela temperatura), uma vez que essa tensão surgirá quando a Chave seccionadora da String Box estiver aberta?