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Aqui, você encontrará informações detalhadas sobre SPDA para sistemas de energia solar em usina fotovoltaica.
Nosso objetivo é fornecer conteúdos valiosos e relevantes para garantir a segurança e a eficiência das suas instalações elétricas.
Neste espaço, abordaremos desde os fundamentos do SPDA até as normas técnicas brasileiras e internacionais, como NBR 5419-2015 e IEC 63227.
Além disso, compartilharemos dicas sobre como encontrar os melhores profissionais e empresas para dimensionar e instalar SPDA em usinas fotovoltaicas.
Acompanhe nossos posts e fique por dentro das melhores práticas para proteger sua usina contra descargas atmosféricas.
Fundamentos do SPDA em Construções
O SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas) protege as instalações contra danos causados por raios, garantindo a continuidade das operações e a segurança dos equipamentos e pessoas.
Em contrapartida, um SPDA para sistemas de energia solar em usina fotovoltaica, os componentes principais incluem captores, condutores de descida, e eletrodos de aterramento.
Estes elementos trabalham juntos para interceptar descargas atmosféricas e conduzi-las de forma segura para o solo.
O correto dimensionamento e instalação do SPDA são fundamentais para garantir a eficácia do sistema.
Falhas na instalação podem resultar em riscos significativos, como danos aos painéis solares e interrupção na geração de energia.
Portanto, é crucial seguir normas técnicas e contar com profissionais qualificados para projetar e implementar o SPDA para sistemas de energia solar em usina fotovoltaica.
Norma Brasileira: NBR 5419-2015
A norma NBR 5419-2015, elaborada pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), define os requisitos mínimos para a proteção de estruturas contra descargas atmosféricas no Brasil.
A NBR 5419-2015 abrange aspectos como a avaliação de risco, a escolha dos materiais, e as metodologias de instalação.
Além disso, a norma fornece orientações detalhadas sobre a inspeção e a manutenção periódica dos sistemas de proteção, assegurando a sua eficácia ao longo do tempo.
Norma Internacional de SPDA para Sistemas Fotovoltaicos: IEC 63227
A norma IEC 63227 é a referência internacional para a proteção de sistemas fotovoltaicos contra descargas atmosféricas.
Esta norma oferece uma abordagem abrangente e detalhada, cobrindo desde o projeto até a implementação do SPDA em usinas fotovoltaicas.
Para um SPDA para sistemas de energia solar em usina fotovoltaica, a IEC 63227 fornece orientações específicas sobre a proteção dos painéis solares, inversores e outros componentes críticos.
A norma também enfatiza a necessidade de coordenação entre o SPDA e o sistema de aterramento da usina, garantindo uma proteção eficaz contra surtos elétricos.
Se você quer saber mais sobre SPDA para sistemas fotovoltaicos, envie um email ou entre em contato conosco.
Diferenças entre as Normas NBR 5419-2015 e IEC 63227
A NBR 5419-2015 é focada nas condições específicas em construções gerais do Brasil, enquanto a IEC 63227 tem uma abordagem direcionada para proteção contra descargas atmosféricas em sistemas fotovoltaicos.
Ou seja, a NBR 5419-2015 detalha um processo específico para avaliar o risco de descargas atmosféricas em diferentes tipos de estruturas.
Por outro lado, a IEC 63227 oferece uma abordagem mais genérica, aplicável a uma ampla gama de instalações fotovoltaica.
Saiba Tudo Sobre IEC 63227 para SPDA em Sistema Fotovoltaico
A aplicação das diretrizes da norma IEC 63227 é fundamental para proteger sistemas fotovoltaicos contra surtos e descargas atmosféricas em telhados metálicos ou em terrenos.
A combinação de SPDA e DPS, juntamente com um sistema de aterramento robusto, garante a segurança e a eficiência dos sistemas fotovoltaicos.
A inspeção regular e a documentação adequada complementam essas medidas, assegurando a longevidade e a confiabilidade dos sistemas fotovoltaicos.
Proteção Externa Contra Raios
Os sistemas fotovoltaicos instalados em telhados devem ser protegidos contra raios diretos usando sistemas de terminação aérea.
Existem três métodos principais para determinar a disposição desses sistemas: esfera rolante, malha e ângulo de proteção.
A distância de separação entre os componentes do sistema fotovoltaico e outras partes metálicas deve ser mantida para evitar faíscas perigosas.
Proteção Interna Contra Raios
A proteção interna visa evitar faíscas perigosas dentro da estrutura, mantendo a distância de separação necessária ou realizando uma ligação equipotencial de raios entre as partes metálicas e os equipamentos elétricos.
Proteção Contra Raios para Linhas de Corrente Contínua (DC)
Quando a distância de separação não pode ser mantida em sistemas fotovoltaicos, é necessário adotar medidas específicas para proteger as linhas de corrente contínua (DC).
Aqui estão os 4 pontos principais:
1. Blindagem das Linhas DC
- As linhas DC devem ser montadas com uma blindagem na parte externa da estrutura, conectando a tela do cabo ao sistema de terminação aérea no ponto mais alto e ao sistema de aterramento na base, antes da entrada no edifício.
- A blindagem deve suportar as correntes de impulso de raios e ser incluída na equipotencialização de raios conforme IEC 62305-3 e IEC 62305-4.
2. Uso de Dispositivos de Proteção Contra Surtos (DPS)
Basicamente, o DPS (dispositivo de proteção contra surtos), atua como um para-raios, detectando aumentos repentinos de tensão e redirecionando o excesso de energia para o aterramento, impedindo danos aos equipamentos conectados
- DPS de Tipo 2 no nível do solo podem ser suficientes se apenas uma pequena corrente de raio for injetada no nível do gerador PV no telhado.
- A eficácia depende do comprimento da linha blindada, da qualidade da blindagem, da equipotencialização no telhado e do número de condutores de descida.
3. Tensão e Classificação dos DPS
- Os DPS no lado DC devem ser adequados às tensões máximas de operação, que podem chegar a 1.500 V DC.
- A tensão nominal dos DPS de Classe I e II depende do tipo de circuito de proteção e da tensão máxima dos módulos PV.
4. Coordenação Energética e Proteção Interna
- O nível de proteção dos DPS deve ser igual ou inferior à tensão nominal de impulso suportável do equipamento conectado.
- A coordenação energética entre os DPS e a entrada do dispositivo deve ser considerada, especialmente para o lado DC que não possui uma tensão nominal de impulso suportável.
- Os componentes de proteção contra surtos dentro dos inversores PV são geralmente para proteção interna e não atendem aos requisitos de DPS de Classe I e II.
Uso de Dispositivos de Proteção Contra Surtos Tipo 2
O uso de DPS de Tipo 2 no nível do solo pode ser suficiente se apenas uma pequena corrente parcial de raio for injetada no nível do gerador fotovoltaico.
Os sistemas de SPDA no lado DC devem ser adequados ao tipo e magnitude das tensões que ocorrem.
Considerações Adicionais
Os componentes de proteção contra surtos dentro dos inversores fotovoltaicos, geralmente são usados apenas para proteção interna do equipamento e não atendem aos requisitos do DPS testados de Classe I e Classe II.
Seleção de Medidas de Proteção
A seleção de medidas de proteção contra sobretensões deve considerar as normas IEC 60364-4-44:2007/AMD1:2015 e IEC 60364-7-71. A utilização de SPDA testados de Classe I no lado DC é recomendada quando a proteção externa contra raios está instalada e a distância de separação não é mantida.
Capacidade de Condução de Corrente de Raios do SPDA
A capacidade de condução de corrente de raios do SPDA testados de Classe I deve ser adequada às cargas no local de instalação. A seleção pode ser feita a partir das tabelas da norma ou calculada conforme a IEC 62305-4.
Nível de Proteção e Corrente Máxima de Raios
Os requisitos de proteção contra sobretensões consideram o Nível de Proteção contra Raios (LPL) e a corrente máxima de raios (10/350).
Por sua vez, o número de condutores de descida do sistema de proteção externa contra raios também é relevante.
Opções de SPDA
Para a proteção do lado DC de uma instalação fotovoltaica em um prédio com sistema de proteção contra raios e nível de proteção LPL III, as opções de DPS testados de Classe I incluem sistemas de SPDA com limitação de tensão ou combinados.
Roteamento e Blindagem de Cabos/Linhas
Os campos magnéticos gerados por raios podem ser diminuídos com blindagem espacial, que cria uma proteção ao redor da área afetada.
Além disso, as tensões e correntes induzidas em sistemas elétricos e eletrônicos também podem ser reduzidas através de blindagem de linhas e roteamento adequado das mesmas.
A IEC 62305-4 oferece diretrizes detalhadas sobre como projetar e instalar essas medidas de proteção, além de calcular os campos magnéticos e as tensões ou correntes induzidas.
Assim, implementar essas práticas pode reduzir significativamente os custos associados à proteção contra sobretensões.
Aterramento Funcional e Ligação Equipotencial de Proteção Contra Raios
Se a distância de separação for mantida, o aterramento funcional é fornecido para a subestrutura metálica.
Se não for mantida, as subestruturas metálicas devem ser conectadas ao sistema externo de proteção contra raios e à barra principal de aterramento do prédio.
Inspeção e Documentação
A inspeção e documentação do sistema de proteção contra raios devem seguir as especificações da IEC 62305-3:2010.
A inspeção dos sistemas de SPDA inclui a seleção adequada, verificação da conformidade com as especificações do fabricante e verificação do estado da visualização de estado/sinalização remota.
Anexos para SPDA de Sistemas Fotovoltaicos
Para reduzir a vulnerabilidade, é fundamental instalar sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) e adotar medidas de proteção de surtos (MPS) de acordo com as recomendações da norma.
Além disso, a norma internacional IEC 63227:2020 também aborda o SPDA e as MPS, protegendo tanto a estrutura quanto os circuitos e componentes eletroeletrônicos dos sistemas fotovoltaicos.
Anexo A: Sombreamento
O sombreamento de módulos fotovoltaicos por para-raios deve ser minimizado para evitar perda de eficiência.
A distância mínima entre o para-raios e o módulo de energia solar pode ser calculada para evitar sombras.
Anexo B: Sistema de Fornecimento de Energia Fotovoltaica com Rastreamento
Para sistemas fotovoltaicos com rastreamento, pequenas pontas de terminação aérea podem ser instaladas nos cantos da base de rastreamento para capturar e conduzir raios. O comprimento dessas pontas deve ser determinado pelo método da esfera rolante.
Anexo C: Cálculo das Distâncias de Separação
As distâncias de separação são calculadas usando a fórmula fornecida na IEC 62305-3:2010, considerando o nível de proteção contra raios, a corrente do raio nos condutores de descida e o comprimento do sistema de terminação aérea.
Anexo D: Sistema de Alimentação Fotovoltaica como Sistema de Campo Livre
As fundações em tiras requerem um sistema de aterramento adicional com uma malha de 20 m × 20 m a 40 m × 40 m. As mesas metálicas dos módulos devem ser conectadas ao sistema de aterramento.
A corrente de raio deve ser convertida em um pulso padronizado de corrente de raio 10/350 para comparação com as características do sistema de SPDA.
Anexo E: Telhado e Fachada Metálica
Para sistemas fotovoltaicos em telhados metálicos, os módulos devem ser protegidos contra raios diretos por sistemas de terminação aérea.
Conexões adequadas devem ser feitas entre o sistema de proteção contra raios e os componentes do sistema de energia solar.
Dimensionamento de SPDA para Sistemas Fotovoltaicas
Escolher a empresa certa para realizar o dimensionamento do SPDA garante que o sistema seja projetado e instalado corretamente, conforme as normas técnicas, como a NBR 5419-2015 e a IEC 63227.
Além de garantir a conformidade com as exigências de segurança, o dimensionamento correto do SPDA maximiza a proteção dos componentes fotovoltaicos, reduzindo riscos de danos e interrupções operacionais.
Uma empresa qualificada oferece a experiência e a expertise necessárias para garantir um SPDA eficiente e seguro.
Além disso, um bom dimensionamento ajuda a prevenir danos dispendiosos e assegura a continuidade das operações, proporcionando uma vantagem significativa em termos de segurança e eficiência.
Aplica Engenharia: A Empresa Certa para SPDA em Usinas Fotovoltaicas
A Aplica Engenharia é uma empresa especializada na implementação de SPDA para sistemas de energia solar em usina fotovoltaica.
Com mais de 13 anos de experiência e uma equipe de engenheiros qualificados, a Aplica Engenharia oferece soluções completas, desde a avaliação de risco até a instalação e manutenção dos sistemas de proteção.
A empresa segue rigorosamente as normas NBR 5419-2015 e IEC 63227, garantindo que todas as instalações estejam em conformidade com as exigências locais e internacionais.
Além disso, a Aplica Engenharia utiliza os melhores materiais e técnicas disponíveis, assegurando a eficácia e a durabilidade dos sistemas de proteção.
Escolher a Aplica Engenharia para o seu projeto de SPDA em usina fotovoltaica significa optar por segurança, qualidade e expertise.
Com um histórico comprovado de projetos bem-sucedidos, a empresa se destaca como a escolha ideal para proteger sua usina contra descargas atmosféricas.
Conte com a nossa equipe de engenharia especializada para garantir a segurança do SPDA para o seu sistema de energia solar e para outras edificações.
Perguntas e Respostas - SPDA para Sistemas de Energia Solar
Os DPS são instalados tanto no lado de corrente contínua (DC) quanto no lado de corrente alternada (AC) dos sistemas fotovoltaicos para proteger contra surtos de tensão.
Em telhados metálicos, é crucial garantir que os DPS sejam adequados para suportar as cargas de raios e proteger os componentes eletrônicos.
A norma IEC 63227 recomenda que as linhas de ida e volta sejam roteadas em paralelo e o mais próximo possível para minimizar a indução de correntes de surto.
Além disso, a blindagem dos cabos é essencial e pode ser feita com canais de cabo de metal fechado ou dutos de cabo.
Para sistemas fotovoltaicos instalados em terrenos, é recomendado um sistema de aterramento robusto com fundações de parafuso terra ou cravadas.
Um sistema de aterramento adicional com uma malha de 20 m × 20 m a 40 m × 40 m também é necessário para garantir a dispersão adequada da corrente de raio.
A inspeção regular e a documentação adequada são cruciais para manter a eficácia do SPDA.
A norma IEC 62305-3:2010 fornece diretrizes para a inspeção dos DPS, incluindo a verificação da conformidade com as especificações do fabricante e o estado da visualização de estado/sinalização remota.
O sombreamento dos módulos fotovoltaicos por para-raios deve ser minimizado para evitar a perda de eficiência.
A norma sugere calcular a distância mínima entre o para-raios e o módulo fotovoltaico para evitar sombras, garantindo que os módulos recebam a máxima irradiância possível.
As principais normas são a NBR 5419-2015, que é a norma técnica brasileira, e a IEC 63227, que é a norma internacional específica para sistemas fotovoltaicos.
Procure referências e avaliações positivas, verifique a experiência e as certificações da empresa, e consulte associações profissionais e conselhos de engenharia para garantir que a empresa seja qualificada.
