Como selecionar um DPS para sistemas solares fotovoltaicos (Guia IEC 61643)

O investimento a longo prazo em sistemas fotovoltaicos solares proporciona décadas de energia limpa e confiável. Um dos três aspectos mais frequentemente negligenciados, porém mais prejudiciais, é a baixa emissão de poluentes.sim Um dos maiores problemas enfrentados por sistemas fotovoltaicos tem sido os danos causados ​​por surtos de energia, como raios ou distúrbios na rede elétrica. Surtos de energia podem levar a reparos dispendiosos, paradas não planejadas e, em alguns casos, à invalidação das garantias de equipamentos críticos quando não estão devidamente protegidos.

Dispositivos de proteção contra surtos (DPS) Será a primeira linha de defesa na proteção dos sistemas fotovoltaicos (FV) contra danos causados ​​por surtos. Quando o DPS apropriado é selecionado e instalado corretamente, o sistema FV, incluindo os painéis solares, inversores e baterias, estará protegido contra danos e atenderá a todos os padrões aplicáveis, incluindo o IEC 61643-11Aqui está um resumo de tudo o que você precisa saber sobre DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos), incluindo como reduzir riscos, aumentar o retorno do investimento e garantir o funcionamento confiável do seu sistema fotovoltaico (FV).

DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos): Essenciais para a Proteção de Sistemas Fotovoltaicos (FV)

Os sistemas fotovoltaicos estão sujeitos tanto a altas tensões de corrente contínua (CC) no lado solar quanto a altas tensões de corrente alternada (CA) no lado conectado à rede elétrica. Consequentemente, os sistemas fotovoltaicos são muito suscetíveis a surtos elétricos. Os principais tipos de surtos que afetam os sistemas fotovoltaicos incluem:

• Descargas atmosféricas diretas ou indiretas: Mesmo quando os raios não atingem ou estão próximos aos painéis fotovoltaicos, os campos elétricos gerados podem causar picos de tensão transitórios nesses painéis, o que pode resultar em transientes de alta tensão percorrendo os cabos de corrente contínua diretamente até o inversor.
• Manobras na rede elétrica e transientes de carga: Além disso, devido a picos de energia na rede elétrica ou ao ligar e desligar de grandes aparelhos elétricos, os sistemas fotovoltaicos correm o risco de sofrer descargas elétricas de alta intensidade que podem danificar os equipamentos de corrente contínua e a rede elétrica conectada ao inversor.

Os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) oferecem proteção redirecionando a energia elétrica transitória para a terra, evitando assim que os surtos elétricos perigosos atinjam seus equipamentos e causem danos.

IEC 61643-11: Norma Internacional para Dispositivos de Proteção contra Surtos Fotovoltaicos (DPS)

Ao selecionar um dispositivo de proteção contra surtos (DPS) para qualquer sistema fotovoltaico, é fundamental garantir a conformidade com a norma IEC 61643-11. A norma IEC 61643-11 especifica os requisitos de desempenho e segurança para dispositivos de proteção contra surtos (DPS) instalados em sistemas de distribuição de baixa tensão. Ao determinar qual tipo de dispositivo de proteção contra surtos (DPS) é o mais adequado para o seu sistema, certifique-se de analisar cada um dos seguintes parâmetros:

• Nível de proteção contra sobretensão (para cima): A tensão máxima permitida que pode passar do próprio DPS para o dispositivo conectado. Para proteger dispositivos sensíveis, como inversores, o valor de Up deve ser o mais baixo possível (o ideal é 2,5 kV ou menos).
• Corrente de descarga nominal (entrada): A corrente máxima de descarga permitida para um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) em caso de múltiplas sobretensões. Quanto maior a corrente nominal, maior a resiliência do DPS.
• Tensão máxima de operação contínua (Uc): A tensão máxima de operação contínua de um DPS deve ser capaz de suportar a tensão máxima de circuito aberto do próprio sistema (por exemplo, Voc).
• Tipo de SPD: Os DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos) são classificados como Tipo 1, 2 ou 3, com base no tipo de sistema elétrico a ser protegido e no nível de proteção necessário.

Escolher um DPS que tenha sido testado e aprovado de acordo com a norma IEC 61643-11 garante que o DPS foi testado em condições reais de funcionamento, o que é extremamente importante para sistemas fotovoltaicos solares comerciais e industriais.

Etapa 1: Avalie os riscos de surtos de corrente alternada e contínua do seu sistema fotovoltaico.

Os sistemas fotovoltaicos apresentam duas zonas de vulnerabilidade, sendo necessária uma solução adequada para cada uma delas.

Lado DC (Do painel solar ao inversor): Os painéis fotovoltaicos ficam expostos às intempéries, sendo especialmente suscetíveis a descargas atmosféricas diretas e indiretas. Um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) CC deve ter uma classificação de Voc (tensão de circuito aberto) máxima que corresponda à classificação de Voc do painel e ser capaz de suportar descargas de alta energia e ambientes externos.

Lado AC (Do inversor à rede): Devido a sobretensões e descargas atmosféricas, o trecho do sistema entre o inversor e a rede também pode ficar exposto a surtos. É necessária a coordenação com dispositivos a montante, como... Disjuntor em miniaturaA escolha dos disjuntores miniatura (MCBs) é crucial, assim como a compatibilidade dos dispositivos de proteção contra surtos de corrente alternada (DPS) com a tensão nominal da rede.

Etapa 2: Selecionando o tipo certo de SPD

Existem três tipos principais de DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos) para fornecer o melhor nível de proteção contra surtos em diferentes pontos de uma instalação elétrica:

SPDs: Para a maioria dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede, recomenda-se a instalação de pelo menos um DPS Tipo 2 nos lados CA e CC. Em áreas de risco médio a alto, considere adicionar um DPS Tipo 1 na entrada de serviço da instalação do sistema fotovoltaico.

Etapa 3: Especificações técnicas a serem consideradas

Ao avaliar qual dispositivo de proteção contra surtos (DPS) escolher para o seu sistema fotovoltaico, você precisa prestar muita atenção a estas especificações:

1. Para Proteção contra surtos em sistemas de corrente contínua

• Tensão Máxima de Operação Contínua (Uc): A Uc deve ser igual ou superior à tensão máxima de circuito aberto CC (Voc) do sistema em questão; portanto, se você tiver um sistema de 1.000 V CC, precisará de um DPS com classificação mínima de 1.200 V CC.
• Polaridade: O DPS deve ser polarizado de forma compatível com o equipamento/sistema (ou seja, os terminais positivo e negativo devem estar alinhados).
• Tempo de resposta: Escolha DPSs com tempo de resposta

2. Para proteção contra surtos de corrente alternada

• Tensão nominal (Un): Certifique-se de que corresponda à tensão da sua rede elétrica — por exemplo, 230/400 V CA.
• Capacidade de suportar curto-circuito (Iscw): Certifique-se de que esteja alinhada com a corrente de falta disponível (AFC).
• Coordenação com os disjuntores: Garantir a compatibilidade entre o dispositivo de distribuição de energia (DPE) e os disjuntores a montante.

3. Considerações Ambientais

• Grau de proteção: IP65 ou superior para instalações externas.
• Classificação de temperatura: Opera em temperaturas de -40°C a +85°C.
• Carcaça durável: Resistente a danos causados ​​por raios UV e intempéries.

Passo 4: Evite erros comuns na seleção de SPD

Como proprietário/operador de um sistema fotovoltaico, você pode fazer um pequeno investimento na aquisição de DPSs (Dispositivos de Proteção contra Surtos) adequados, que ajudarão a garantir o sucesso a longo prazo do seu projeto. Aqui estão cinco erros comuns que podem ser cometidos ao selecionar um DPS para o seu sistema fotovoltaico:

• Utilizar a classificação de tensão incorreta: Certifique-se de verificar se a classificação de tensão do DPS corresponde à Voc do sistema.
• Não esclarecer a coordenação com um disjuntor de controle de malha (MCB): Verifique se o dispositivo de proteção contra surtos (SPD) e o disjuntor de controle de malha (MCB) foram testados em conjunto para evitar riscos desnecessários.
• Não instalar um DPS no lado CC do sistema: O conjunto fotovoltaico é muito suscetível a surtos; os DPS de CC devem ser sua prioridade número um de instalação.
• Utilização de dispositivos não certificados: Evite dispositivos não testados que não estejam em conformidade com a norma IEC 61643.
• Falha na instalação de um sistema de aterramento: Certifique-se de que o DPS esteja conectado a um sistema de aterramento de baixa impedância.

Lista de verificação final antes de comprar um SPD para o seu sistema fotovoltaico.

Antes de adquirir um SPD para o seu sistema fotovoltaico, certifique-se de que ele atende aos seguintes critérios:

• O SPD deve estar em conformidade com a norma IEC 61643-11.
• O DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) deve ter a mesma classificação de tensão do sistema para os lados CC e CA do seu sistema fotovoltaico.
• O DPS deve ter a classificação de tipo apropriada (Tipos 1, 2 ou 3) em relação à forma como seu sistema utiliza a proteção.
• O DPS deve ser devidamente coordenado com os disjuntores MCB a montante, garantindo que proporcionem máxima segurança e confiabilidade.
• O SPD é classificado para ambientes externos agressivos com uma classificação mínima de IP65.
• O DPS possui um nível de proteção contra baixa tensão (Up) suficientemente baixo para proteger itens sensíveis, como inversores.
• O SPD é certificado por um laboratório terceirizado de renome (por exemplo, TÜV ou UL).

Conclusão

Proteger seu sistema fotovoltaico com um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) adequado é mais do que uma questão de conformidade; é um investimento inteligente para uma solução confiável a longo prazo. Seguindo este guia e compreendendo os diversos componentes na seleção de um DPS, você garantirá que seu sistema fotovoltaico esteja protegido contra surtos, reduzirá o risco de falhas nos equipamentos e aumentará a produção de energia da sua instalação fotovoltaica.

Se você busca proteger seu investimento ou obter aconselhamento especializado sobre o melhor DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) para sua instalação fotovoltaica, por favor... Entre em contato com nossa equipe. Um DPS (Dispositivo de Proteção de Sinal) adequado garantirá que seu sistema fotovoltaico forneça energia limpa e confiável por muitos anos.