Como os dispositivos de proteção contra surtos protegem as usinas fotovoltaicas

Nas centrais fotovoltaicas, os SPD têm de cumprir requisitos específicos para garantir o funcionamento contínuo e a geração de energia.

Ao projetar uma planta fotovoltaica, é importante considerar a instalação de dispositivos de proteção contra surtos (SPDs). Sobretensões e perturbações na rede podem levar à paralisação, reduzindo o desempenho da planta. Portanto, quaisquer condições que afetem a geração e distribuição de energia devem ser levadas em consideração no projeto da instalação elétrica.

Por que os SPDs são uma prioridade máxima em usinas fotovoltaicas?

Painéis solares são instalados no exterior para converter energia solar em eletricidade. Esta localização ao ar livre os torna diretamente expostos a condições adversas como chuva, vento e poeira. Entre as condições meteorológicas, as descargas atmosféricas requerem atenção específica, pois podem afetar gravemente a segurança e o desempenho de uma central fotovoltaica. Eles se originam em uma nuvem cumulonimbus e terminam no solo. Quando o raio atinge o solo, ele descarrega energia, afetando o campo elétrico no solo. ParaPara a usina solar fotovoltaica, isso representa dois riscos:

Um impacto direto que pode destruir fisicamente o equipamento solar num telhado

Sobretensões transitórias que passam pelos cabos por acoplamento magnético, podendo levar a danos em componentes sensíveis como placas de circuito impresso (PCB).

No que diz respeito ao impacto direto, os ‘Protetores Externos contra Raios’ (ELP) fornecem a proteção necessária de acordo com a IEC 62305, que descreve como avaliar se o seu local precisa de tal proteção e qual deve ser a opção preferida (gaiolas de malha, terminal aéreo, etc.). O conceito é simples: certifique-se de que o raio atinja uma haste metálica instalada no ponto mais alto da sua planta e dissipe a energia diretamente para o solo através de um condutor de descida de cobre.

Quando se trata de sobretensões transitórias, entretanto, são necessários SPDs. Eles são instalados em paralelo nas placas de proteção do circuito para desviar a energia para o terra e limitar a sobretensão até um valor aceitável para o equipamento final.

Assim que o ELP for instalado em uma usina fotovoltaica, é obrigatório que também seja instalado um SPD. Se o sistema fotovoltaico não estiver equipado com um ELP, a instalação de um SPD é altamente recomendada para limitar perturbações na rede (sobretensões transitórias).

Como funciona um SPD para proteger o lado CC das usinas solares?

Para garantir que a energia flua primeiro para o solo para limitar as sobretensões, o componente mais importante é o Varistor de Óxido Metálico (MOV, ‘Varistor’ significa VARI-able resi-STOR). Este componente possui tal propriedade que em condições normais (sem sobretensões) a resistência é alta o suficiente para não possibilitar a passagem de correntes nominais por ele. A partir de um determinado nível de sobretensão, a resistência cairá rapidamente, abrindo o caminho para o terra e voltando à condição normal uma veza energia foi dissipada. Este processo permite a limitação do nível de sobretensão atingindo todos os equipamentos conectados a jusante.

SPD Tipo 1+2 versus SPD Tipo 2 padrão, qual é o correto?

Existem diferentes tipos de SPDs disponíveis que variam em termos de resistência: Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 1+2. Um SPD Tipo 1 pode lidar com um ataque direto que provoca um surto energético, enquanto um SPD Tipo 2 limita as tensões de várias fontes. Ambas as características podem ser combinadas num “Tipo 1+2” para proteção completa.

Em usinas fotovoltaicas, o desafio é escolher a proteção contra surtos adequada para suportar correntes de forma de onda de energia pura de 10/350 µs (quase 10 vezes mais potentes que a forma de onda tipo 2 8/20 µs) e, ao mesmo tempo, levar em consideração o espaço. Em um inversor ou caixa de junção, o espaço sempre é prioridade máxima. A série BRPV da Britec fornece proteção contra surtos CC Tipo 1 + 2 e Tipo 2, podendo proteger contra sobretensões devido a quedas de raios ou correntes de surto na rede.