Dimensionamento de Disjuntores DC em Sistemas Fotovoltaicos: Guia Prático
O avanço da tecnologia solar fotovoltaica tem proporcionado uma alternativa viável e sustentável para a geração de energia elétrica. Para garantir a eficiência e a segurança dos sistemas fotovoltaicos, é fundamental compreender e implementar corretamente os componentes de proteção, como os disjuntores DC. Este artigo aborda o dimensionamento e a aplicação dos disjuntores DC em sistemas fotovoltaicos, destacando os pontos críticos a serem considerados para a proteção adequada dos painéis solares e dos inversores.
A Importância dos Disjuntores DC em Sistemas Fotovoltaicos
Os disjuntores DC são componentes essenciais em sistemas fotovoltaicos, responsáveis por proteger o circuito contra sobrecargas e curtos-circuitos. A corrente contínua (DC), diferente da corrente alternada (AC), apresenta desafios específicos, como a dificuldade de interrupção do arco elétrico, o que torna crucial a escolha adequada dos disjuntores. Esses disjuntores são empregados em dois pontos principais do sistema:
- 1. Logo após os painéis solares: Protegendo a string de painéis.
- 2. Antes do inversor fotovoltaico: Protegendo o inversor de sobrecorrentes.
Conexões dos Painéis Solares
Os painéis solares podem ser conectados de duas formas: em série ou em paralelo, cada uma resultando em características elétricas distintas.
– Conexão em Série:
– Tensão (V): A soma das tensões individuais de cada painel.
– Corrente (I): Igual à corrente de um único painel.
– Conexão em Paralelo:
– Tensão (V): Igual à tensão de um único painel.
– Corrente (I): A soma das correntes individuais de cada painel.
Para exemplificar, consideramos o Painel Solar 550W Monocristalino Half-Cell Canadian – CS6W 550MS, que apresenta os seguintes valores em sua máxima potência:
– Vmp (tensão máxima de pico): 41,7V
– Imp (corrente na máxima potência): 13,2A
Dimensionamento do Disjuntor Após os Painéis Solares
Dependendo da configuração dos painéis, a escolha do disjuntor varia. Vamos considerar dois cenários:
– Associação em Série:
– Voltagem: ( Vmp1 + Vmp2 = 2×41,7V = 83,4V )
– Corrente: ( Imp = 13,2A)
– Corrente com Margem de Segurança (10%): ( 13,2A x 1,1 = 14,52A)
– Associação em Paralelo:
– Voltagem: ( Vmp = 41,7V )
– Corrente: ( Imp1 + Imp2 = 2 x 13,2A = 26,4A )
– Corrente com Margem de Segurança (10%): ( 26,4A x 1,1 = 29,04A)
A escolha do disjuntor adequado é baseada nas correntes calculadas, considerando uma margem de segurança para evitar desarmes involuntários. Assim, para os cenários apresentados, temos:
– Corrente de 14,52A: Disjuntor de 16A
– Corrente de 29,04A: Disjuntor de 32A
Dimensionamento do Disjuntor Antes do Inversor
Para o disjuntor localizado antes do inversor de onda fotovoltaico, é necessário considerar a potência total fornecida pelos painéis solares e a voltagem admitida pelo inversor. No exemplo, usamos dois painéis de 550W, resultando em:
– Potência Total: ( 2 x 550W = 1100W)
– Inversor: A potência mínima do inversor deve ser igual ou maior que 1100W. Optamos por um inversor de 1500W.
– Tensão de Entrada do Inversor: 24V
Para determinar a corrente que o disjuntor deve suportar, utilizamos a equação:
I = P/V
onde P é a potência do inversor e V é a voltagem de entrada. Assim, a corrente demandada pelo inversor é:
I = 1500W/24V = 62,5A
Adicionando uma margem de segurança de 10%, obtemos:
I’ = 62,5A x 1,1 = 68,75A
Portanto, o disjuntor selecionado deve suportar ao menos 68,75A. Considerando os valores comerciais disponíveis, escolhemos um disjuntor de 80A.
Conclusão
O dimensionamento correto dos disjuntores DC é crucial para a segurança e a eficiência dos sistemas fotovoltaicos. Além de proteger os componentes contra sobrecargas e curtos-circuitos, os disjuntores adequadamente selecionados garantem que o sistema opere dentro dos parâmetros esperados, prolongando a vida útil dos equipamentos e evitando riscos de incêndio e outros acidentes.
Ao projetar um sistema fotovoltaico, é importante seguir as normas e regulamentações específicas para a escolha dos disjuntores, além de considerar sempre margens de segurança apropriadas. A compreensão das características elétricas dos painéis e do inversor, juntamente com a configuração do sistema, são fundamentais para a seleção correta dos disjuntores DC.
Com a crescente adoção de sistemas fotovoltaicos, a atenção aos detalhes na fase de projeto e a implementação de componentes de proteção adequados se tornam cada vez mais essenciais para garantir a confiabilidade e a segurança das instalações solares.
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