1.Perigos ocultos por trás da crescente indústria fotovoltaica

Nos últimos anos, o mercado global de energia fotovoltaica tem crescido a um ritmo impressionante, como um foguete. Ainda me lembro de quando participei da feira de energia solar na Alemanha, há cinco anos; a potência dos módulos mais comuns era de cerca de 300 W. Agora, não é incomum ver módulos bifaciais com mais de 600 W. No entanto, em meio a esse boom de instalações, uma questão crucial é frequentemente negligenciada: a proteção do sistema.

No ano passado, nossa empresa lidou com um caso na Turquia: uma usina de energia de 5 MW instalada no solo. Três meses após a conexão à rede, quatro inversores queimaram em sequência. Durante a investigação no local, descobriu-se que o proprietário havia economizado custos omitindo os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) no lado CC. O prejuízo final ultrapassou os 200 mil dólares americanos, o suficiente para comprar centenas de DPS de alta qualidade. Lições como essa não são incomuns no setor.

2.Os sistemas fotovoltaicos enfrentam "assassinos de tensão"

2.1Raio: a ameaça mais perigosa

Deparei-me com um projeto de complementação de energia por radiação em uma área de piscicultura em Hainan. A região registra mais de 90 dias de tempestades por ano. O supervisor de operações me informou que, antes da instalação dos DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos), viviam em constante estado de alerta durante a temporada de tempestades. O incidente mais grave ocorreu quando um raio induzido causou a falha simultânea de todos os inversores de string do conjunto.

Curiosamente, muitas pessoas pensam que apenas descargas atmosféricas diretas são perigosas. Na verdade, nossos dados de detecção mostram que descargas atmosféricas em um raio de 3 quilômetros podem gerar uma sobretensão induzida forte o suficiente para danificar equipamentos. Houve um projeto no Brasil em que o ponto de impacto do raio estava em uma fazenda vizinha, mas mesmo assim causou a falha de todos os módulos de monitoramento do sistema fotovoltaico.

2.2Flutuação da Grade: O Assassino Invisível

Quando participamos da implementação de um projeto em telhado no Vietnã no ano passado, registramos dados surpreendentes: a flutuação de tensão da rede elétrica local durante os períodos de pico de consumo de energia frequentemente ultrapassava 15%. Essa distorção contínua de tensão é mais prejudicial à vida útil dos equipamentos do que os picos instantâneos.

A questão mais preocupante é a corrente de pico gerada pelo próprio sistema fotovoltaico. Lembre-se, certa vez, ao testar uma determinada marca de inversor, o pico de tensão produzido durante o desligamento foi quatro vezes maior que a tensão nominal! Esse tipo de corrente de pico "autogerada e autoconsumida" é algo que muitos proprietários simplesmente não percebem.

3.Como o SPD protege o sistema fotovoltaico?

3.1Proteção multicamadas: Vista um "colete à prova de balas" para o sistema.

Um bom sistema de proteção deve ser como uma cebola, com múltiplas camadas de defesa. Normalmente, recomendamos que os clientes adotem umestratégia de proteção de três níveis:

Nível da matriz:Instale um DPS tipo 2 na caixa de junção para proteção contra a maioria das descargas atmosféricas induzidas.

Nível do inversor: Utilize um DPS fotovoltaico dedicado no lado da entrada CC. Preste especial atenção à seleção da tensão Uc.

Ponto de conexão à rede:Instale um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) adaptado às características da rede local no lado CA (corrente alternada).

3.2Equívoco na seleção: Quanto maior o parâmetro, melhor.

É comum observar que os clientes buscam cegamente valores altos de Imax. Na verdade, para a maioria dos projetos de distribuição, uma capacidade de descarga de 20 kA é suficiente. A chave está em:

- Capacidade de adaptação de tensão (Uc ≥ 1,2 × Tensão máxima do sistema)

- Nível de tensão residual (Isso é crucial, pois determina se o equipamento pode ser realmente protegido)

- Função de indicação de degradação (Isso é extremamente importante, pois pode prevenir o "SPD zumbi")

Um cliente australiano insistiu na instalação de um DPS com capacidade de 40 kA. No entanto, devido à seleção de uma tensão Uc muito baixa, o DPS envelheceu prematuramente quando o sistema estava sob carga leve.

3.3Não deixe que as deficiências de proteção prejudiquem os retornos do investimento.

Tenho visto muitos proprietários meticulosos dispostos a gastar muito dinheiro em componentes de alta qualidade, mas que são excessivamente cautelosos com a proteção do sistema. Na verdade, uma solução de DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) bem projetada geralmente representa apenas 0,3% a 0,5% do custo total do projeto, mas pode prevenir mais de 80% das falhas elétricas.

Sugere-se que todos levem em consideração o seguinte durante a fase de projeto:

- Dados locais sobre dias de tempestade (que podem ser facilmente obtidos no serviço meteorológico)

- Relatórios de qualidade da grade

- Padrões de tolerância a surtos definidos pelos fabricantes de equipamentos

Conclusão

Para que um sistema fotovoltaico funcione de forma estável por 25 anos, ele precisa de uma proteção confiável contra surtos. É como trabalhar em altura sem cinto de segurança – talvez você consiga se manter seguro nas primeiras 99 vezes, mas a centésima vez pode lhe custar caro.