Entenda os efeitos da corrente reversa em módulos fotovoltaicos

A corrente reversa como o nome diz, é um fluxo contrário ao de operação normal, sendo assim um efeito perigoso que acontece em uma string de painéis fotovoltaicos quando os conjuntos de módulos com strings, em paralelo com a tensão de circuito aberto (Voc), são menores que a tensão das demais strings. Caso isso ocorra, a string fica análoga a carga do sistema, eliminando o calor gerado pela passagem de corrente reversa.

Os módulos com sombreamento total ou parcial não influenciam de maneira significativa na ocorrência das correntes reversas em sistemas de micro e minigeração, pois o efeito de sombreamento na tensão de circuito aberto do módulo não é expressivo se a quantidade de strings paralelas é pequena. No caso de grandes centrais geradoras, que possuem muitas strings paralelas, a corrente reversa pode acontecer por conta de diferenças de tensão de circuito aberto, nessa situação causadas por sombras, por diferenças em módulos ou até mesmo problemas de curto circuito nas células ou módulos das strings.

Efeitos de sombra nos efeitos do módulo fotovoltaico — **Efeito do sombreamento na tensão do módulo.**

Geradores fotovoltaicos dimensionados e que operam normalmente não possuem corrente reversa considerável, e em casos de defeitos como por exemplo, um curto circuito em um ou mais módulos, a tensão de circuito aberto dos módulos da string afetada é significativamente menor do que a tensão de circuito aberto das strings paralelas, portanto ocorre a corrente reversa. A célula fotovoltaica se comporta como um diodo e nessas situações faz com que a corrente reversa flua para a string com a falha. Dependendo da intensidade dessa corrente o módulo pode superaquecer o que oferece riscos de incêndio e degradação acelerada dos componentes.

Se a diferença de tensão for suficiente para o surgimento da corrente reversa, porém não alta o suficiente a ponto de desligar o sistema, o inversor ainda poderá continuar operando, mas com eficiência e segurança reduzidas.

As mais comuns e possíveis falhas elétricas e de instalação que podem causar a redução da tensão do circuito aberto de uma string e a consequente corrente reversa em sistemas, são:

Erros de instalação com strings em paralelo em quantidades diferentes de módulos
Falhas de aterramento do módulo
Curto circuito em um dos módulos
Curto circuito entre as células dos módulos

Para compreender a gravidade dos riscos de se instalar erroneamente strings em paralelo de tamanhos diferentes, leia mais artigos no Blog, além disso, no curso da LGL Solar, esse tema é abordado com mais detalhamento e maiores informações.

Mesmo que as falhas elétricas que levam à diferença de tensão de circuito aberto das strings, aconteçam com pouca freqüência, é necessário ter um plano de medidas preventivas que contemple a redução dos riscos, afinal, as conseqüências são perigosas e podem causar danos grandes, uma vez que todos os módulos da string podem ser danificados e o superaquecimento de módulos e cabos podem causar a degradação acelerada dos equipamentos e até mesmo incêndios.

Fluxo de corrente reversa em situação de curto-circuito a nível de módulo. A corrente reversa na string com falha é a soma das correntes das strings em paralelo. — **Fluxo de corrente reversa em situação de curto-circuito a nível de módulo. A corrente reversa na string com falha é a soma das correntes das *strings* em paralelo.**

Entre as táticas disseminadas para prevenir a corrente reversa ouvimos freqüentemente sobre o uso do diodo de bypass, encontrado na junction Box do módulo fotovoltaico, porém o diodo de bypass atua somente na redução do efeito que o sombreamento causa no módulo e possui pouquíssima relação com a variação de tensão de circuito aberto da string.

**Abaixo sugerimos duas medidas seguras para limitar e prevenir a corrente reversa nas strings e os conseqüentes riscos de incêndios e danos:**

Fusíveis em série

Se conectados em série, os fusíveis de string podem limitar a corrente reversa caso ela atinja o valor de atuação do fusível, por exemplo num circuito com 4 strings em paralelo onde a corrente normal de operação não ultrapasse 10 A por string instala-se um fusível de 15 A portanto caso o fusível atinja 15 A automaticamente ele queimará e interromperá a corrente, situação que pode ocorrer em casos de corrente reversa alcançando até 30 A, 10 A por string paralelo.

Efeito do sombreamento na tensão do módulo. — **Exemplo de fusível e porta-fusível específico para sistemas fotovoltaicos.**

Os fusíveis em série são uma das soluções padronizadas dos sistemas fotovoltaicos e, além disso, são obrigatórios por norma para arranjos com três ou mais strings paralelas. As perdas de condução que os fusíveis de string causam são muito menores do que as perdas com diodos de string. Alguns inversores também possuem caixas de fusíveis acoplados na carcaça e dispositivos eletrônicos para detectar se o funcionamento dos fusíveis está normal.

Os cabos, conectores e módulos do sistema fotovoltaico necessitam de uma seleção que considere qual a corrente reversa máxima que uma falha pode causar nas strings e qual o nível de proteção à corrente reversa o sistema tem. É possível consultar essa informação nos dados técnicos do módulo, sendo para maioria deles algo em torno de 15 A a 20 A, não alterando o fato de que o ideal é que as strings sejam protegidas com fusíveis com correntes de ruptura abaixo de 15 A.

**Trecho de folheto técnico da família de módulos BYD P6D, com destaque para a corrente reversa (ou inversa) de 15 A suportada pelo módulo.**

Diodos em série

Os diodos podem ser instalados em série com as strings e os módulos, exercendo a função impedir o fluxo de corrente contrário, o que não permite uma possível ocorrência de corrente reversa. É importante enfatizar que essa solução possui a desvantagem de o diodo permanecer o tempo todo conectado e conduzindo corrente, o que causa perdas contínuas por eliminar calor no componente. Caso o diodo tenha um defeito ou falha, desde um surto de energia que danifique a estrutura interna, até um possível curto circuito, a função de segurança dele será completamente comprometida afetando a conexão com a string.

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