Ao oferecer o serviço de instalação de sistemas fotovoltaicos, há diversos fatores importantes que precisam ser levados em consideração. Entre eles, está a proteção dos módulos fotovoltaicos e dos aparelhos eletroeletrônicos de eventuais riscos relacionados à eletricidade, que é feita pelo dispositivo DPS.
Por isso, o Dispositivo de Proteção de Surtos (DPS – também chamado de Dispositivo de Proteção contra Sobretensão) é um equipamento de proteção elétrica considerado essencial nas instalações desse tipo.
O DPS é ligado entre as fases e o aterramento de proteção, e tem a funcionalidade de proteger a instalação na ocorrência de surtos, que podem ser causados por descargas atmosféricas.
Confira a seguir mais detalhes sobre o DPS, como ele funciona e sua importância na instalação de sistemas fotovoltaicos.
Como o dispositivo DPS funciona?
Como seu próprio nome sugere, o DPS serve para proteger a instalação elétrica e os equipamentos conectados a ela contra picos de tensão que possam ocorrer e causar danos.
Esses surtos elétricos podem ser provocados por diversas razões: manobras no sistema de potência da rede da própria concessionária, ligamento e desligamento de máquinas e motores elétricos, ou por descargas atmosféricas diretas ou indiretas na instalação (quanto um raio atinge ou cai próximo a um sistema elétrico).
Os fenômenos que causam a sobretensão em um circuito apresentam curvas de tensão e corrente de descargas características. As descargas atmosféricas estão entre as causas mais comuns dos surtos elétricos.
O raio não precisa, necessariamente, atingir o sistema para causar uma sobrecarga. A descarga pode acontecer em pontos distantes, e ainda assim atingir indiretamente o sistema elétrico de determinado local devido ao campo eletromagnético criado e transmitido por condutores metálicos.
Em situações normais, o dispositivo se comporta como um circuito aberto, e é praticamente invisível na instalação.
Quando um surto de tensão acontece, o DPS torna-se um circuito fechado, e desvia a corrente do condutor com sobretensão para o aterramento, o que diminui a tensão percebida pelos outros equipamentos conectados ao circuito.
Nessas ocasiões, ele deixa passar apenas a tensão que os equipamentos são capazes de suportar, sem que sua isolação seja danificada.
Faz isso fechando um curto circuito entre fase e terra, o que acontece em um período curto de tempo, para que o sistema não seja sobrecarregado. Sendo assim, o DPS funciona por meio da variação da impedância entre dois pontos, ou seja, a impedância fase-neutro ou fase-terra.
O DPS atua entre o equipamento e a entrada de energia, e podem ser encontrados em três classes diferentes, conforme sua finalidade específica e o local de instalação.
Se tratando de DPS para sistemas fotovoltaicos, há algumas particularidades que o integrador solar precisa conhecer. Saiba mais no tópico a seguir.
Dispositivo DPS para sistema fotovoltaico
O DPS é um equipamento indispensável para a proteção de um sistema fotovoltaico. Assim como acontece no sistema elétrico comum, a estrutura pode enfrentar surtos com capacidade para danificar toda a rede, impedindo o bom funcionamento dos demais equipamentos.
Para se precaver contra os riscos ocasionados pelo mau funcionamento da rede, o ideal é ter um DPS instalado adequadamente.
Um sistema de energia solar fotovoltaica utiliza corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) em seu funcionamento, e precisa de proteção para ambas.
Esse é o principal aspecto que faz o DPS ser indispensável na instalação de um sistema fotovoltaico, já que não é permitido usar os dispositivos com correntes diferentes das quais foram projetadas.
Ou seja, não é possível utilizar um DPS para circuitos de corrente alternada em circuitos de corrente contínua, e vice-versa. O isolamento interno dos componentes para dispositivos de corrente alternada não é suficiente para garantir uma boa isolação no caso de corrente contínua.
Ignorar esse aspecto pode gerar arcos elétricos dentro do dispositivo e causar a queima do componente, ou até mesmo um incêndio.
Para garantir a proteção completa dos equipamentos que compõem um sistema fotovoltaico, é importante contar com pelo menos um DPS entre o arranjo fotovoltaico e o inversor, e pelo menos um DPS entre o inversor e a rede elétrica.
Assim, o dispositivo protege o inversor de descargas no arranjo fotovoltaico e de sobretensões advindas da rede externa.
Como a atuação do DPS é temporária, após fechar um curto-circuito para proteger o sistema ele retorna ao seu estado original. Quando isso não acontece, o dispositivo forma um curto-circuito permanente, o que pode vir a ocasionar incêndios.
Devido à sua construção interna, falhas também podem acontecer no final da vida útil do DPS.
No caso de DPS para corrente alternada (utilizada para a distribuição de energia padrão), a solução para isso é inserir um fusível ou mini-disjuntor como proteção, que ajuda a detectar quando o DPS apresenta alguma falha como essa.
Se tratando de corrente contínua, a saída não é tão simples. Na instalação de um sistema fotovoltaico, a corrente de atuação fica próxima da corrente de operação, o que impossibilita que um disjuntor detecte essa variação.
Sendo assim, o caminho para garantir a segurança do sistema é instalar um DPS com especificidades para sistema fotovoltaico, o que envolve atender à Norma Brasileira nº 16690, específica para Instalações Elétricas de Arranjos Fotovoltaicos.
Nessa norma, consta que “os DPS devem estar em conformidade com a EN 50539-11 ou a IEC 61643-31 e ser explicitamente classificados para uso no lado em corrente contínua de um sistema fotovoltaico”.
Além disso, caso o sistema fotovoltaico esteja conectado a outras redes (serviços de sinalização ou de telecomunicações, por exemplo), “um DPS específico deve ser utilizado para proteger o equipamento de tecnologia da informação”.
Assim, conclui-se a importância de que o DPS para sistema fotovoltaico corresponda às determinações nacionais para esse tipo de dispositivo, e também atenda as especificidades necessárias para instalação de sistema de energia solar fotovoltaica.
Nesses casos, é comum optar pela instalação de DPS de corrente contínua na String Box, equipamento que serve para evitar o desperdício de energia e os riscos de curto-circuitos e de surtos elétricos.
Mas se tratando de corrente alternada, os DPS devem ser instalados nos quadros de distribuição onde o sistema será conectado, ou também em quadros de proteção CA próprios dos inversores.
Além disso, a norma também proíbe que os circuitos CA e CC sejam instalados no mesmo quadro: o correto é ter um quadro apenas para CA e outro somente para CC.
Outro detalhe importante é que o DPS que protege o inversor solar do lado CA e do lado CC não deve ultrapassar a distância de 10 metros do inversor, pois uma descarga atmosférica pode ocasionar corrente induzida no circuito entre a proteção e o equipamento.
Na hora de definir os equipamentos que vão compor um sistema fotovoltaico, é preciso atentar às especificações do fornecedor escolhido, para assim evitar erros e garantir que cada instalação conte com todas as proteções adequadas.
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