Intersolar 2017 - Proteção contra raios e surtos em sistemas fotovoltaicos

PROTEÇÃO CONTRA RAIOS E SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Palestra na Intersolar 2017 Hans Rauschmayer © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

A Solarize •

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Energia Solar e Sustentabilidade – Energia Fotovoltaica – Energia Eólica – Aquecimento Solar – Integração com arquitetura Capacitação, Consultoria e Projetos Alto Reconhecimento – Convites para congressos e seminários – Referência para TV, rádio e jornais

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Plano de Capacitação Solarize

Referência e inovação desde 2008 • Nosso produto é o conhecimento • Não fazemos revenda nem representação • Conteúdo focado na aplicação prática • Cursos completos com preços justos • Descontos para estudantes • Rio de Janeiro, São Paulo, Sorocaba, Brasília, Recife, ... © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

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Novo Curso Aerogeradores de pequeno porte

O Risco de Descargas Atmosféricas

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Densidade de raios no Brasil

Alemanha

Causas de danos em sistemas fotovoltaicos, por frequência (2003-2013)

Fonte: INPE

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O Risco de Descargas Atmosféricas Mesa destruída

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Placa de inversor queimada

DEHN

Incendio causado por DPS de baixa qualidade

DEHN

DEHN Solarzentrum Oberland GmbH

Módulo danificado

R. Schüngel, Munich

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Atuação de raios 1. Incidência direta

2. Incidência indireta: surto

• No sistema solar • No ramal elétrico da concessionária  Causa uma alta corrente no objeto e no que está eletricamente “conectado”

• • • 

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Na envoltória do prédio Em prédios, árvores, torres, área livre ao redor No SPDA (para raio) Induz, por campo eletromagnético, uma alta tensão (surto) em cabos próximos à queda (até 2 km)

Curva 10/350 A área corresponde à energia descarregada pelo raio

Curva 8/20

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Princípios: SPDA e Planta Fotovoltaica • Preciso instalar um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA; para-raios) por causa de uma planta solar?

Respostas: • O sistema solar não aumenta o risco de queda de raios em um prédio • A avaliação, se um prédio precisa ser protegido contra raios, depende de outros fatores (NBR 5419:2015)

• A proteção da própria planta solar depende da avaliação financeira: custo / risco

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1. Prédio sem SPDA com planta fotovoltaica

Gerador fv 6mm²

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DPS classe 2

6mm² =

• • • •

~

6mm²

DPS classe 1+2

Proteger o lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1 + 2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Equipotencializar todos os pontos de aterramento © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

rede

2. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, sem distância

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16mm²

Gerador fv 16mm²

DPS classe 1+2

16mm² =

• • • •

~

16mm²

DPS classe 1+2

rede

Proteger o lado c.c. contra raios e surtos: DPS classe 1+2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS, SPDA com 16 mm² Equipotencializar todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

3. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, mantendo a distância

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Distância Gerador fv

6mm²

DPS classe 2

6mm² =

• • • • •

~

6mm²

DPS classe 1+2

Proteger o lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteger o lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencializar molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Não interconectar o sistema fotovoltaico com o SPDA Equipotencializar todos os pontos de aterramento e com o SPDA © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

rede

O que significa manter a distância?

• Entre 0,5 e 1 m, dependendo de alguns fatores – cálculo na NBR 5419 (procure especialista) • Distância em todos os pontos!

www.solarwirtschaft.de

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Dispositivo de Proteção contra Surtos DPS, tipo fotovoltaico c.c.

•

Importante: O DPS fotovoltaico é diferente do DPS c.a.

– – –

•

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Circuito em Y Adequado para corrente contínua nominal do sistema fotovoltaico Não entra em curto após queimar

Importante verificar o indicador regularmente; se o DPS estiver em local de difícil acesso recomenda-se instalar um indicador remoto

+ DPS em Y

-

saída indicador remoto

Indicador

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Ligação entre os módulos – indução de surtos

Ligação com loop traz riscos de indução por descarga atmosférica

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O polo negativo acompanha o positivo, reduzindo o loop

+ –

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+ –

Indução de surtos Passagem de um surto eletromagnético

Cabo de conexão entre os módulos

Alta diferença de tensão entre os dois polos

Baixa diferença de tensão entre os dois polos

A área incluída pelo cabo determina a amplitude do surto  Procure reduzir a área! © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br

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Alternativas

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• Módulos invertidos • Obs.: A sequencia de cabeamento interfere no fluxo de trabalho na hora de montar os módulos + –

+ –

• Mais difícil na execução!

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Evitar propagação de surtos Inversor 1

c.c.

Inversor 2

c.a.

Indução de surtos entre o lado c.c. e c.a.!

• Use dutos / eletrocalhas separados!

• Mantenha distância • Evite colocar cabos c.c. e c.a. em paralelo

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Quantos DPS?

Gerador FV DPS fotovoltaico

Próximo aos módulos Mínimo: um DPS fv por entrada MPPT

Cabo c.c. principal

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Inversor

DPS fotovoltaico

Segundo DPS fv se o cabo c.c. for maior que 10m e se inversor não tiver DPS interno

=

~

DPS c.a.

Segundo DPS c.a. se tiver risco de surto indireto entre quadro e inversor e se inversor não tiver DPS interno

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Quadro principal com DPS c.a. classe 1+2

Sempre!

Obrigado pela atenção!

Próximas turmas

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Cidade

Data

Rio de Janeiro

31/08 a 02/09

Recife

25 a 27/08

Brasilia

01 a 03/09

Ainda em Foz do Iguaçu  data no site

Rio de Janeiro

13 a 15/09

Sistemas fv híbridos e com baterias

Foz do Iguaçu

03 e 04/08

ENERGIA EÓLICA - Projeto e instalação de aerogeradores de pequeno porte Projeto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede + visita técnica

Projeto de usinas fotovoltaicas de minigeração e grande porte Proteção contra raios e surtos em sistemas eólicos e fotovoltaicos PV*SOL© -

Software de simulação de sistemas fotovoltaicos

Em breve Rio de Janeiro

31/08

Recife

04 a 06/09

Rio de Janeiro

18 a 20/09

Brasilia

25 a 27/09

Ainda em Salvador, São Paulo e Foz do Iguaçu  datas no site PVSYST - Software de simulação de sistemas fotovoltaicos

Instalação de sistemas fotovoltaicos

Em breve

Sorocaba - SP

18 a 20/09

 Baixe a Apresentação na Base de Conhecimento do site www.solarize.com.br © Solarize Serviços em Tecnologia Ambiental Ltda – www.solarize.com.br