Devido à configuração elétrica única no lado CC dos sistemas fotovoltaicos (PV), apenas dispositivos de proteção contra surtos (DPS) que são projetados especificamente para aplicações fotovoltaicas devem ser usados para proteger esta parte do sistema.
1. Seleção do nível de proteção de tensão (Up) para SPDs do lado CC
Para garantir que o equipamento conectado esteja devidamente protegido, o nível de proteção de tensão (Up) do DPS deve ser inferior à tensão suportável de impulso (Uw) do equipamento. Na maioria dos casos, o valor de Up não deve ser superior a 80% do Uw. Isso proporciona uma margem de segurança de pelo menos 20%. Mais detalhes podem ser encontrados nas normas IEC 61643-12 e IEC 62305-4.
Também é importante passar o condutor PE (Aterramento de Proteção) próximo aos condutores CC. Isso ajuda a reduzir a impedância do circuito e limita o risco de sobretensão.
Se não houver dados específicos disponíveis sobre o Uw do equipamento, você pode consultar os valores recomendados na Tabela 1. Observe que esses valores de referência podem diferir ligeiramente daqueles fornecidos no GB/T 16895.32-2021, que é o padrão chinês para instalações de fornecimento de energia solar fotovoltaica.
Tabela 1 – Tensão de impulso nominal suportável (Uw) do equipamento entre o conjunto fotovoltaico e o inversor (excluindo outros fatores de influência)
1. Seleção de corrente de descarga nominal (In) e corrente de descarga de impulso (Iimp) para DPS do lado CC
A escolha das classificações corretas do DPS depende do nível de proteção contra raios e do layout da fiação do lado CC do sistema fotovoltaico. Os DPS podem ser usados em diferentes configurações. Você pode usar modos de proteção individuais, como mostrado nas Figuras 1 e 2, ou optar por um DPS multipolar. Dentro do DPS, os componentes de proteção podem ser limitadores de tensão, comutadores de tensão ou uma combinação de ambos.
Um exemplo típico é um sistema com um sistema de proteção contra raios externo (SPR) não isolado e uma conexão em Y não aterrada no lado CC, conforme mostrado na Figura 3. De acordo com os resultados dos testes e simulações da IEC, os requisitos do SPR variam dependendo do tipo utilizado. Sob uma corrente de raio de 1₁₀/₃₅₀, se você usar um SPR de comutação de tensão Tipo I, os valores necessários são mostrados na Tabela 2. Se você usar um SPR combinado que inclui componentes de comutação de tensão e limitação de tensão em paralelo, os valores são listados na Tabela 3. Para um sistema fotovoltaico de telhado que tenha um SPR externo com pelo menos quatro condutores de descida e siga os padrões de proteção contra raios Classe III, o SPR deve ter um Iimp de pelo menos 12,5 kA se for do tipo comutação de tensão. Se você estiver usando um DPS combinado, o Iimp necessário pode ser menor — pelo menos 10 kA. Outra opção é usar um DPS combinado com um caminho com Iimp ≥ 5 kA e o outro com Iimp ≥ 10 kA.
