O mercado de energia solar fotovoltaica no Brasil tem crescido exponencialmente em diversos segmentos como: residências, comércios, grandes usinas em telhados e solos. A energia solar é uma opção limpa, viável e lucrativa. Ela ajuda pessoas e empresas a economizarem na conta de luz. Além disso, oferece um bom retorno do investimento.

Embora a energia solar seja muito usada em outros países, no Brasil ainda é uma tecnologia nova, quando comparada com outras áreas da elétrica em que temos décadas de experiência. Por esse motivo existe uma curva de aprendizado e constante evolução quanto às características de instalação e normativas no país.

A segurança em sistemas fotovoltaicos está sendo mais discutida devido a novas normas e requisitos para garantir a segurança. Mesmo segurança sendo um tema tão importante ainda não haviam requerimentos e normativas referente a segurança contra incêndio em sistemas fotovoltaicos no Brasil.
 

Sistemas fotovoltaicos são seguros?

A segurança em sistemas fotovoltaicos é importante? Por que falar sobre isso?
Em primeiro lugar, é importante deixar claro que os sistemas fotovoltaicos são seguros quando em operação normal e instalados por profissionais qualificados e de acordo com as normas.

No entanto, sistemas fotovoltaicos apresentam características únicas, e caso algo inesperado ocorra, poderão apresentar alguns desafios. Por isso, é importante conhecer os riscos que os sistemas fotovoltaicos apresentam e como mitigá-los.
 

Quais são os principais riscos dos sistemas fotovoltaicos?

Não se pode ‘desligar’ o sol

Sempre que os módulos fotovoltaicos estiverem expostos à luz solar haverá tensão em suas conexões, sendo impossível ‘desligar’ os módulos durante o dia. Mesmo que o inversor fotovoltaico seja desconectado da rede ou desligado, se houver irradiação solar nos módulos fotovoltaicos, a tensão nos terminais das strings poderá chegar a até 1500Vcc, dependendo da topologia e configuração utilizada.

Profissionais de elétrica podem achar essa característica contraintuitiva. Estamos acostumados a pensar que a tensão é reduzida a níveis seguros quando desligamos disjuntores ou chaves. Porém, no sistema fotovoltaico não é bem assim que acontece.
 

Risco de arco elétrico

Outro desafio do sistema fotovoltaico é que ele opera em corrente contínua e com alto nível de tensão. Arcos elétricos não são novidade e a maioria das pessoas já deve ter visto algum faiscamento em cabos elétricos e conexões. Por exemplo, ao ligar e desligar rapidamente um interruptor de lâmpada você pode ver uma pequena faísca que rapidamente desaparece.

Imagem – arco elétrico
 

A energia elétrica que tipicamente temos em nossas residências e comércios é em corrente alternada. Isso quer dizer que a tensão oscila no tempo, atingindo 0v diversas vezes por segundo (120 vezes em uma rede 60Hz, para ser mais preciso). Devido a essa característica, o arco tende a se auto extinguir, interrompendo esse fenômeno rapidamente.

No entanto, quando falamos de arco elétrico em corrente contínua o comportamento é um pouco diferente. Em corrente contínua, quantas vezes a tensão passa pelos zero volts? Nenhuma! O arco em corrente contínua, após iniciado, tende a se auto sustentar indefinidamente, podendo causar início de incêndio e risco de choque elétrico.  

O que pode causar um arco elétrico?

Um sistema fotovoltaico é constituído de diversos equipamentos e componentes elétricos. Os componentes são interligados através de cabos, conectores e terminais. As conexões são um potencial ponto de ocorrência de arco elétrico, principalmente se elas forem realizadas manualmente e sem equipamentos inteligentes para segurança. Mas falaremos desse assunto mais adiante

O arco elétrico em corrente contínua pode ocorrer devido a diversos tipos de falhas. Por exemplo: falha de conexão, má instalação, corrosão, danos nos cabos causados por animais, envelhecimento de componentes, entre outros.

Imagem: Tipos de falha que podem ocasionar arco elétrico (dano por animais, má instalação e má crimpagem)
 

Como podemos observar, a escolha de componentes adequados, qualidade na instalação e atendimento às normas auxiliam muito na segurança do sistema. Mas isso não é tudo, pois fatores externos como animais, fogo, ferramentas cortantes, entre outros, também podem ocasionar arcos elétricos. Por isso, são necessárias medidas adicionais de proteção para garantir a segurança em sistemas fotovoltaicos.
 

Quais são os principais riscos dos sistemas fotovoltaicos?

Muitos países com experiência em sistemas fotovoltaicos já criaram regras para garantir a segurança das instalações e aumentar a confiança nessa tecnologia sustentável.

Esses procedimentos visam mitigar os riscos em sistemas fotovoltaicos através de recomendações de boas práticas para projetos, instalação, manutenção preventiva entre outros. Além disso, também é solicitado o uso de dispositivos tecnológicos para minimizar os fatores de risco e reduzir a probabilidade de incidentes de segurança. Os dispositivos que mais se destacam são: detecção e interrupção de arcos elétricos (Falha de arco) e de redução da tensão para um nível seguro (conhecido também como desligamento rápido). Vamos detalhar melhor abaixo a função de cada um:

Detecção e Interrupção de arco elétrico

Esse dispositivo eletrônico, também conhecido como AFCI ou AFPE, é tipicamente incorporado ao inversor. Ele tem a função de monitorar constantemente o circuito elétrico em busca de comportamentos elétricos típicos do fenômeno de arco elétrico. Quando um arco elétrico é detectado, o dispositivo reage de forma rápida e precisa, interrompendo o fornecimento de energia elétrica e reduzindo a energia do arco, promovendo a sua extinção. Sua principal função é prevenir que o sistema fotovoltaico seja a origem do incêndio ou causador de um choque elétrico.

Redução da tensão para nível seguro (Desligamento rápido ou Rapid Shutdown)

Como já mencionamos, os módulos fotovoltaicos quando expostos ao sol, irão apresentar tensão em seus terminais. Os módulos em sistemas tradicionais são conectados em série, somando essa tensão, podendo atingir altos níveis de tensão. Para reduzir essa tensão a um nível seguro é necessário conectar um dispositivo inteligente próximo ou diretamente nas conexões dos módulos. Assim, é possível desconectar os módulos quando necessário, reduzindo a tensão.

A principal função de um dispositivo de desligamento rápido é permitir que a tensão em corrente contínua do sistema seja reduzida quando necessário. Essa função é fundamental em emergências como incêndios, alagamentos, colapso de edificação, entre outros incidentes. Ela reduz o risco de choque elétrico para os profissionais de combate a incêndio, equipes de socorro e pessoas presentes no local da ocorrência.

Essa função também é importante para profissionais que trabalham com instalação e manutenção de sistemas fotovoltaicos. Ela permite que eles trabalhem com segurança e com menor risco de choque elétrico quando precisam acessar os telhados.
 

Escolhendo os equipamentos para um sistema fotovoltaico mais seguro

Agora que você já conhece os principais riscos de segurança em sistemas fotovoltaicos, fique atento à escolha dos equipamentos para o seu sistema. É importante escolher equipamentos de qualidade e com recursos avançados de segurança, trazendo tranquilidade para sua empresa e moradia.

A escolha dos melhores equipamentos também evita e reduz custos adicionais futuros caso passem a ser exigidas novas funcionalidades e critérios mais avançados de segurança. Esteja pronto para o futuro!  

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