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Soluções de aterramento e equipotencialização para sistemas fotovoltaicos

Soluções apresentadas proporcionam praticidade, acessibilidade e redução de custos

Autor: 3 de junho de 2022junho 27th, 2022Artigos técnicos
Soluções de aterramento e equipotencialização para sistemas fotovoltaicos

É de conhecimento de todos a importância do aterramento e da equipotencialização para a segurança dos equipamentos e das pessoas. Entretanto, muitas vezes os projetos costumam conter falhas graves que acabam comprometendo a integridade e a funcionalidade do sistema de aterramento. 

Diante deste cenário, os equipamentos deste segmento no setor fotovoltaico estão evoluindo no caminho da praticidade, para tornar mais simples o que costumava ser complexo, exigindo demasiada mão de obra e acarretando projetos mais demorados e onerosos. Neste artigo iremos apresentar algumas soluções para aterramento e equipotencialização.

A equipotencialização e o aterramento dos módulos fotovoltaicos e das estruturas envolve estes desafios:

  • Interconexão das molduras dos módulos, fazendo sua equipotencialização;
  • Conexão dos módulos à estrutura, fazendo sua equipotencialização;
  • Conexão do conjunto de módulos e estruturas à malha de aterramento.

Interconexão das molduras dos módulos para equipotencialização

Esta tarefa pode ser feita por meio de condutores externos, devidamente conectados às molduras dos módulos fotovoltaicos, ou por meio de dispositivos mais avançados, que reduzem o tempo de trabalho.

Solução convencional

A solução usada convencionalmente é o “rabicho de aterramento”, que é um cabo com terminais do tipo olhal nas suas extremidades, como mostra a figura a seguir. As extremidades do rabicho são conectadas aos furos de aterramento dos módulos fotovoltaicos por parafusos e porcas. 

Esta solução, além de demandar tempo e esforço, tradicionalmente não tem sido apontada como a melhor opção para a equipotencialização de módulos fotovoltaicos. Os parafusos podem se soltar ou, quando se usam materiais inadequados, os parafusos acabam se oxidando e se deteriorando rapidamente, como se observa em muitas instalações fotovoltaicas.

Solução tradicional para a equipotencialização de módulos fotovoltaicos

Solução Rayvolt – ARaymond

Esta solução consiste no uso de clipes especiais, de fácil fixação, que otimizam o tempo gasto durante a instalação e proporcionam um contato elétrico duradouro e livre de falhas. Os riscos de má conexão e falha da equipotencialização são então eliminados.

Os condutores de equipotencialização são conectados às molduras de um módulo após o outro, sem a necessidade de alicates de crimpagem, parafusos ou porcas. 

Essa nova forma de aterramento e equipotencialização das estruturas, além de diminuir os equipamentos necessários para a sua realização, diminui também a mão de obra para instalação, consequentemente diminuindo o tempo de montagem, o que proporciona uma vantagem considerável na construção de usinas solares.

Clipe de aterramento conectado ao frame do módulo. Fonte: ARaymond

Uma única ação necessária, com uma ferramenta especial, para romper o isolamento do cabo e conectá-lo à estrutura metálica. Fonte: ARaymond

Solução com clipe de aterramento

Esta solução alternativa elimina o uso de cabos ou rabichos, fazendo a equipotencialização dos módulos através de um clipe metálico posicionado entre a estrutura de fixação e a moldura do módulo. A ideia é garantir que as molduras dos módulos sejam eletricamente conectadas entre si e também aos trilhos de fixação por meio dos clipes. Assim, módulos e estruturas ficam equipotencializados sem o uso de cabos elétricos. 

Com essa solução é possível reduzir o tempo de instalação e consequentemente reduzir o custo da obra, devido à economia em material e mão de obra. Fabricantes como PHB Solar, 2P e SSM, entre outros, fornecem soluções deste tipo. 

A figura a seguir ilustra um clipe de aterramento da PHB. O dispositivo possui quatro pontos salientes nas faces superior e inferior. Esses pontos salientes penetram as superfícies das molduras dos módulos e  rompem a camada de anodização, garantindo o contato elétrico.

Clipe de equipotencialização disponível no kit de aterramento. Fonte: PHB

As duas figuras a seguir ilustram o modo de instalação do clipe de aterramento. Nos dois exemplos vemos uma das extremidades do clipe prensada entre a moldura de um módulo e o trilho de fixação.

Clipe de aterramento instalado sob um grampo de centro (mid clamp). Fonte: Tripsolar.com

Clipe de aterramento instalado sob um grampo de centro (mid clamp). Fonte: Blusunsolar

Equipotencialização entre estruturas e a malha de aterramento

A equipotencialização entre estruturas pode ser feita por grampos de aterramento que se encaixam nos trilhos de fixação dos módulos fotovoltaicos e cabos, como mostrado na figura a seguir. A mesma solução pode ser empregada para fazer a conexão entre as estruturas e a malha de aterramento da instalação.

Grampo de aterramento para encaixe em trilho (solução da 2P)

Na solução da PHB, a equipotencialização entre as estruturas pode ser realizada através de jumpers especiais, evitando a necessidade de utilizar cabos, como mostrado na figura a seguir. A recomendação do fabricante é instalar o jumper entre as emendas dos perfis metálicos de fixação.

Jumper para equipotencialização de estruturas. Fonte: PHB

Considerações finais

As soluções apresentadas proporcionam praticidade, acessibilidade e redução de custos. Vale ressaltar que todas as recomendações indicadas nos manuais de instalação devem ser respeitadas, com o intuito de garantir a eficácia dos produtos. 

Além disso, testes de continuidade devem ser realizados para verificar se de fato as estruturas estão equipotencializadas. É importante também lembrar que os manuais de instalação dos módulos devem ser verificados, para certificar se as soluções são compatíveis com as recomendações dos fabricantes de módulos, para evitar a perda da garantia.

Lucas Andrade

Lucas Andrade

Formado em Engenharia Elétrica/Eletrônica pela Universidade de Taubaté (UNITAU) com especialização em energia solar pela UNICAMP e cursando Pós Graduação Lato Sensu em energia solar pela Universidade Federal de Viçosa - UFV.

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