Solar

PROBLEMAS NA INSTALAÇÃO: ILHAMENTO

09/04/2022 / Por AmaraNZero

Continuando a serie de artigos sobre três dos principais problemas encontrados em instalações fotovoltaicas, neste abordaremos o conceito por trás da atuação por ilhamento, suas principais causas e possíveis soluções. Da mesma forma que ocorre com a sobretensão, com o ilhamento inúmeros instaladores também culpam o inversor por este problema, sendo que novamente a chance de ser o equipamento a causar este erro é praticamente nula. Mas qual o objetivo dos inversores possuírem essa proteção? O que pode causar essa falha e quais as possíveis soluções para a mesma? É o que veremos a seguir.

O que é a falha de ilhamento?

A falha de ilhamento, ou proteção anti-ilhamento é uma função de proteção que está contida, obrigatoriamente, em todos os inversores ongrid registrados no Brasil, seja através de exigência Inmetro (até 10kW) ou requisitados pelas normas NBR IEC 62116 e NBR IEC 16149 nos casos acima de 10kW, representando uma proteção onde, em casos de não detecção dos valores referenciais da rede elétrica, a função atue e se desligue em até 2 segundos. Ou seja, mesmo que haja incidência solar disponível no momento, em situações onde o inversor FV não tenha a referencia de tensão e frequencia da rede, o mesmo não irá operar. O porque disso?

Pense no caso hipotético onde ocorra uma falta na rede da concessionária (queda de arvore, de poste, etc.) e então a equipe da mesma se desloque para realizar a manutenção. Obviamente há todo um planejamento de segurança, com desligamento dos dispositivos de proteção da rede elétrica, para segurança dos profissionais envolvidos. Mas imagine a situação em que o sistema fotovoltaico continue a gerar mesmo assim: Para onde iria a energia excedente produzida? Provavelmente teríamos um acidente de graves proporções aos profissionais envolvidos na manutenção, sendo este o principal motivo para esta proteção existir, mas não o único. Além do citado, ao utilizar a rede da concessionária como referencia, garante-se que a energia entregue possui qualidade satisfatória, estando dentro dos limites exigidos pela ANEEL. Caso contrário, não haveria como garantir essa qualidade, podendo até ocasionar a queima de equipamentos eletrônicos de unidades consumidoras em casos mais graves.

Figura 2 - Esquema de conexão CA - Inversor Sungrow (Fonte: Manual do fabricante)

Claro que o exemplo citado acima (falta de rede da concessionária) não é tão recorrente e com isso, este não é o motivo mais comum de causar atuação por ilhamento do inversor fotovoltaico. Como dito acima, o equipamento irá entrar em ilhamento sempre que perder a referencia da concessionária (tensão e frequência de rede) e isso também pode ocorrer quando o disjuntor atuar ou quando houver problema em uma das fases, por exemplo.

Caso o erro de ilhamento seja continuo, impossibilitando do sistema funcionar, pode haver um problema de instalação, como cabos conectados erroneamente (troca de fase e neutro, alimentação incorreta) e até má conexão (um cabo solto ou mal encaixado, ocasionando uma não identificação por parte do inversor). É fundamental então ser revisto todas as conexões em disjuntores e dispositivos de proteção, e também a conexão feita ao inversor (seja através de conector próprio do fabricante, ou através de barramento – fig. 2) – confirmando se os cabos de fase, neutro e terra estão devidamente conectados.

Falando especificamente do disjuntor, ele é o ponto de maior causa das atuações do inversor por ilhamento, sem dúvidas. Abaixo, algumas das possíveis causas que geram o erro de ilhamento vindo do disjuntor de proteção CA:

Erro de projeto: O disjuntor é dimensionado de forma inadequada com a capacidade de injeção de corrente do sistema fotovoltaico. Recomenda-se, em sistemas fotovoltaicos, trabalhar com algo em torno de 25% de folga na sua capacidade;
Temperatura: Grande parte dos projetistas se atentam apenas para o valor nominal do disjuntor, sem se atentar para as características necessárias para que ele atue nessa condição. Trabalhar em temperaturas elevadas pode fazer com que o disjuntor atue em condições abaixo da nominal (figura 3);
Plena carga: Outro ponto negligenciado pela maioria dos projetistas é que este disjuntor trabalhará grande parte do tempo a plena carga (caracterisco de sistemas fotovoltaicos) e isso pode fazer com que ele atue em condições diferentes da nominal, encontrada na sua carcaça.

Figura 3 - Tabela de atenuação da corrente de atuação de acordo com a temperatura (Fonte: Metaltex [2])

Os motivos acima, além dos não citados como por exemplo desgaste natural do equipamento, apertos, marcas de qualidade duvidosa, etc., referentes a escolha do disjuntor, são imprescindíveis na analise e para um bom funcionamento do sistema fotovoltaico. Muito além da capacidade “comercial” do disjuntor, é fundamental que seja analisado sua ficha técnica e condições de atuação levando em conta as características existentes no seu projeto. Caso contrário, você continuará trocando o disjuntor por outro, o erro persistindo e a culpa novamente caindo sobre o inversor.

REFERÊNCIAS

[1] NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão.

[2] Ficha técnica disjuntor termomagnético Metaltex. Disponivel em < https://solutionautomation.com.br/manual/81ac34c3dd07d05ec9b073805863ecd5.pdf> Acesso em Fevereiro de 2021.

[3] Porque o disjuntor do inversor cai? Disponivel em < https://www.solaredge.com/br/solaredge-blog/por-que-o-disjuntor-do-inversor-cai>

[4] Proteção anti-ilhamento de inversores fotovoltaicos. Disponivel em < https://canalsolar.com.br/protecao-de-anti-ilhamento-dos-inversores-fotovoltaicos/