Proteções do sistema fotovoltaico: fusíveis, DPS, disjuntores e seccionadores

Em poucas palavras

O Manual de Engenharia do CEPEL/CRESESB resume: os principais componentes que protegem pessoas e equipamentos são as chaves, os fusíveis, os disjuntores e os dispositivos de proteção contra surtos (DPS). Parte da proteção já vem dentro do inversor, como a desconexão da rede em distúrbios longos ou grandes, descrita pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, e o anti-ilhamento. O manual diz que, além disso, devem ser previstos dispositivos externos.

Por que o lado CC é diferente

• A fonte não desliga: os módulos produzem eletricidade sempre que há luz sobre eles. Para mantê-los desenergizados, o manual manda cobri-los com material opaco ao trabalhar neles.
• Tensão alta: em sistemas conectados de alguns kWp já são comuns tensões nominais de centenas de volts em corrente contínua, com níveis capazes de ser letais.
• Componentes próprios: o dispositivo precisa ser adequado ao tipo de tensão (contínua ou alternada) do local. O manual observa que dispositivos de corrente alternada podem, em princípio, operar do lado CC, mas isso pode reduzir sua vida útil.
• Arco: a corrente alternada passa por zero a cada ciclo, o que ajuda a extinguir um arco elétrico; a contínua não tem essa ajuda (é um fato da física, não um número do manual). O manual lembra que a fixação dos condutores segue as técnicas de uma instalação convencional, com o cuidado de que se trabalha em corrente contínua, com níveis elevados de tensão e corrente.

Proteções no lado CC

O manual descreve, nos diagramas de instalação, os pontos de proteção e seccionamento:

• Seccionamento: dispositivo adequado a CC, capaz de interromper os condutores positivo e negativo ao mesmo tempo.
• Sobrecorrente por série (string): fusível fotovoltaico para CC, no polo positivo e no negativo, de preferência do tipo gPV, apropriado a sistemas fotovoltaicos. Só é necessário com mais de duas séries.
• Disjuntor CC: atende à proteção e ao seccionamento.
• DPS: adequado a CC, classe 2, o mais próximo possível dos terminais do inversor. Se a distância entre o gerador e o inversor for superior a 10 m, o manual manda instalar DPS nas duas extremidades.
• Diodo de bloqueio: não deve ser usado como proteção contra sobrecorrente. Em alguns projetos, fusíveis o substituem por serem menos propensos a falha.

Os componentes são escolhidos pelos valores máximos de tensão e corrente de cada trecho; entre o gerador e o inversor ou controlador, o manual usa normalmente um fator de segurança de 1,25 sobre a corrente de curto-circuito do gerador.

Proteções no lado CA

• Seccionamento CA, capaz de interromper todos os condutores de saída do inversor, exceto o neutro.
• Disjuntor CA, que atende à proteção e ao seccionamento.
• DPS CA, classe 1+2, o mais próximo possível dos terminais do inversor.

Para sistemas conectados à rede, o manual de 2014 descreve ainda um dispositivo de seccionamento visível, de uso exclusivo da distribuidora. As exigências atuais constam da norma de cada distribuidora, tratadas em homologação.

Raios e aterramento

Os geradores ficam em área aberta, sujeita a descargas atmosféricas diretas ou indiretas. O manual prevê o sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), que deve estar conectado a um aterramento adequado, como o inversor, os DPS e o barramento de aterramento do quadro geral. Veja aterramento. A string box reúne parte desses dispositivos.

Quem instala

Selecionar e instalar esses componentes é serviço de profissional habilitado, que segue as normas técnicas de instalações elétricas; o portal não reproduz seu conteúdo, por serem documentos pagos.