Incêndios em sistemas fotovoltaicos infelizmente são recorrentes, tanto no noticiário nacional quanto internacional, porém, sabemos que um sistema fotovoltaico (FV) deve ser utilizado por pelo menos duas décadas funcionando plenamente sem interrupções inesperadas, afinal, tais sistemas foram projetados para isso. Para garantir que essa longa durabilidade realmente ocorra, é necessário garantir que todos os pontos estejam funcionando adequadamente, entre eles, podemos citar os pontos de conexões.
Alguns estudos apontam que possíveis erros em pontos de conexão, que possuem um custo bem abaixo quando comparados ao total investido em um sistema completo, são os mais comuns e oferecem o maior índice de paradas de geração de energia e incêndio. Quando as conexões não ocorrem de maneira correta, os módulos fotovoltaicos ficam sujeitos a tensões mais altas, em corrente contínua e em exposição ao tempo, o que pode acarretar maus contatos e arcos elétricos.
O arco elétrico é o percurso feito pela corrente durante a elevação da rigidez dielétrica do ar, nessa situação o ar em volta das instalações elétricas são como isolantes, de maneira que a divergência de tensões entre dois condutores expostos e localizados a uma distância de 10 cm formam um arco para levar a corrente, sendo necessário uma tensão de pelo menos 300 kV. Os arcos elétricos também se formam quando o condutor é cortado ou separado enquanto leva a corrente, tal corrente fluindo pelo arco pode ter valores próximos a corrente que fluía antes do corte do condutor, impedindo a ação de proteção dos dispositivos.
Quais os riscos?
O fluxo de corrente de um arco possui energia suficiente para transformar o ar ao seu redor em plasma, causando um super aquecimento e emitindo uma luz visível aos olhos, por exemplo, máquinas de solda que usam arco elétrico atingem temperaturas que podem variar entre 3000º e 20.000ºC.
O agravante entre arcos e sistemas FV acontece quando as correntes são contínuas, o que faz com que arcos de sistemas em correntes alternadas sejam de fácil eliminação pela própria natureza do sistema, onde a tensão e a corrente variam e alcançam o ponto nulo várias vezes em questões de segundos.
Em uma busca rápida, é possível localizar vídeos mostrando as diferenças nas intensidades e formações de arcos em sistemas, tanto contínuos como alternados. As maiores causas de arcos em sistemas FV são conexões mal feitas ou com cabos de isolação comprometida. Os pontos de conexão suscetíveis a formação de arcos são as conexões entre módulos ou entre módulos e inversores ou as string boxes, que possuem a maioria das conexões, mas com um mecanismo semelhante aos conectores MC4.
Como prevenir?
Adotados mundialmente em sistemas fotovoltaicos, o padrão de conector do tipo MC4 foi criado para minimizar o risco de mau contato por ter um mecanismo robusto, que quando desconectado não deixa partes metálicas expostas e tem um excelente isolamento elétrico. É necessário avaliar que, a abertura de um conector, enquanto o sistema leva a corrente, é proibida pelos fabricantes e por todas as normas que regem os sistemas, assim, o risco de formação de um arco com a desconexão do sistema durante o funcionamento, não existe.
Para ligar condutores e os terminais de dispositivos internos, porta-fusível, disjuntor, chave seccionadora e DPS, é primordial estar atento a todas as especificações dos fabricantes. Fixar cabos nos dispositivos sem plugue, terminal ou terminação adequada é proibido, pois a conexão direta não suporta solicitações mecânicas além de não favorecer a qualidade da conexão elétrica, elevando o risco de aquecimento, ruptura dos cabos e claro, um arco elétrico dentro da string box.
Fique Atento!
Para a maioria dos dispositivos que não suportam uma derivação ou paralelismo direto nos terminais. Caso haja a necessidade, o paralelismo ou derivação devem ser realizados apenas em terminais próprios para isso.
A fixação ideal dos cabos depende diretamente dos limites de torque dos parafusos dos conectores, já que um parafuso com torque abaixo do recomendado representa mais uma vez o risco de soltura do cabo e da ocorrência de um arco elétrico, já o parafuso com o torque elevado pode esmagar o cabo, deteriorar os terminais ou a estrutura do próprio dispositivo.
As especificações de torque de todos os terminais elétricos de qualquer dispositivo, consta na folha de dados ou até mesmo no dispositivo. Observar as especificações e a necessidade do uso de torquímetro na execução das conexões elétricas é de extrema importância para evitar o risco de incêndio nos sistemas fotovoltaicos. Observar o torque correto para o aperto dos parafusos, além da utilização de terminais e ferramentas apropriadas, são algumas das regras de ouro para instaladores de sistemas fotovoltaicos. A fixação e o paralelismo de cabos, ameniza o risco de conversões folgadas, mau contato e arcos que causam incêndios no inversor ou na string box.
Com a alta chance de dano ou difícil extinção de um arco em um sistema fotovoltaico, investir em opções seguras para as conexões elétricas que são o maior ponto de falha dos sistemas, é tão importante quanto as ferramentas, terminações de cabos e etc.
Quais os cuidados necessários?
Abaixo listamos alguns cuidados necessários para as conexões elétricas dos sistemas fotovoltaicos:
- Nunca fazer emendas de cabos sem conectores, com fita isolante ou de qualquer outro modo, além de não proporcionarem bom contato elétrico, conexões com fita isolante não oferecem a isolação elétrica e a durabilidade esperadas nos sistemas fotovoltaicos.
- Nunca soldar conectores de qualquer tipo.
- Atentar-se a qualidade e procedência dos conectores MC4, eles representam uma fração pequena do custo de um sistema fotovoltaico, jamais use conectores genéricos.
- Utilizar sempre terminais adequados para realizar as conexões de cabos nos dispositivos.As entradas dos bornes devem sempre usar terminais do tipo ilhós ou olhal, conforme o caso.
- Usar terminais duplos toda vez que for necessário realizar o paralelismo de cabos.
- Apertar corretamente os parafusos das conexões elétricas com o torquímetro e observando as especificações, algumas ferramentas possuem a função de torquímetro já embutida, então para respeitar o torque correto dos conectores não é necessária nenhuma habilidade especial do instalador, apenas trocar a ferramenta original, chave de fenda, por exemplo, por uma ferramenta com torque ajustável.
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