Como em todos os sistemas elétricos, choques e eletrocussões representam sérios riscos em sistemas de energia solar. Da mesma forma, os instaladores solares e os técnicos de manutenção de energia solar fotovoltaica devem seguir o procedimento de bloqueio/sinalização (LOTO), usar equipamentos de proteção pessoal (PPE) e seguir as diretrizes de proteção contra quedas.
A necessidade de desenergizar o sistema se aplica ao instalar, inspecionar ou realizar manutenção em sistemas fotovoltaicos (PV), mas desenergizar esses sistemas pode ser um pouco mais complicado do que os sistemas elétricos padrão. A energia dos módulos fotovoltaicos é "selvagem", o que significa que varia com a luz do sol e não é controlada pela eletrônica. Mesmo sob condições nubladas e à noite, existe o potencial de risco de choque com um sistema fotovoltaico.
Embora os módulos fotovoltaicos nunca possam ser completamente desenergizados, a saída CA do conversor pode ser desenergizada e a tensão CC reduzida a níveis aceitáveis. Os módulos em uma linha podem ser desconectados manualmente para reduzir a tensão para módulos individuais. Ou você pode usar componentes eletrônicos de potência em nível de módulo, como otimizadores de potência e microconversores, que reduzem automaticamente a tensão do módulo quando o disjuntor CA é desligado.
Para proteger os primeiros respondentes, o Artigo 690.12 do Código Elétrico Nacional (NEC), "Desligamento rápido", exige que os módulos e as peças condutoras expostas dentro do limite do conjunto fotovoltaico sejam reduzidos a 80 V em 30 segundos e os condutores fora do limite do conjunto sejam limitados a 30 V em 30 segundos.
Como fazer o Bloqueio/sinalização de um sistema fotovoltaico
Embora específicos do local, os procedimentos gerais de desligamento são os mesmos para sistemas fotovoltaicos e para sistemas elétricos padrão:
- Anuncie o desligamento e indique a magnitude da energia (ou seja, níveis de tensão e corrente).
- Use um alicate amperímetro, como o alicate amperímetro Fluke 376 FC True-RMS para testar a tensão e a continuidade.
- Disjuntores, fusíveis e fios abertos entre os módulos.
- Depois de verificar que não há tensão em cada componente, aplique a trava e a etiqueta a cada componente com o nome do trabalhador, data, fontes de energia, dispositivos de isolamento, magnitude da energia armazenada e trabalho sendo executado.
Para sistemas fotovoltaicos, você precisa controlar os lados CC (antes do inversor) e CA (após o inversor) do circuito. Os passos abaixo descrevem o processo de procedimentos de Bloqueio/sinalização para sistemas que estão ligados à rede, nos quais o inversor detecta a rede e desliga quando não há tensão de rede presente. Você deve sempre seguir todos os procedimentos de segurança e manutenção da sua organização, bem como os regulamentos da NEC ao trabalhar em sistemas fotovoltaicos.
Bloqueio/sinalização (LOTO) do lado CC
Os módulos fotovoltaicos sempre terão tensão, então você precisa fazer o LOTO dos condutores do circuito da fonte fotovoltaica, que vão dos módulos à caixa combinadora, para evitar que a energia de CC energize o lado CC do conversor.
- Desconecte os fusíveis na caixa combinadora de CC para remover as conexões paralelas e isolar as cadeias individuais.
- Faça LOTO no circuito de saída do combinador para o recombinador CC, que é encontrado em sistemas fotovoltaicos de grande escala entre caixas combinadoras de linha e um conversor central.
- Os condutores do circuito da fonte LOTO, também conhecidos como fios home run, que vão dos módulos ou banco de baterias à caixa do combinador. Os fios são as extremidades positiva e negativa de uma linha fotovoltaica, que é um grupo de módulos conectados em série. Use um plugue de bloqueio ou aplique uma sinalização sem um bloqueio se um bloqueio nos fios não for viável.
Bloqueio/Sinalização (LOTO) do lado do CA
No lado CA, a energia de entrada da rede estará presente e precauções devem ser tomadas para isolar e desenergizar o sistema fotovoltaico.
- Remova os fusíveis no combinador CA, que conecta vários inversores cadeia em sistemas de grande escala.
- Faça LOTO no circuito de saída do recombinador CA entre o combinador CA e a conexão da rede para garantir que não haja tensão da rede.
- Faça LOTO do lado de baixa tensão (LV) do transformador. Se o lado LV não estiver desenergizado, a alimentação CA pode estar presente no recombinador CA ou no inversor central.
Detalhes importantes
- Os condutores CC fotovoltaicos que não estão no conduíte do telhado são geralmente pretos para positivo e negativo, uma vez que o fio preto é mais resistente à luz solar. A fiação CA pode ter cores diferentes dependendo da tensão e do número de fases. 120/240 volts (residencial) tem condutores vermelhos e pretos não aterrados. 120/208 de três fases tem condutores não aterrados vermelho, preto e azul e 277/480 trifásicos para fiação comercial maior tem condutores não aterrados laranja, marrom e amarelo. Há também outras combinações menos comuns. Condutores neutros (condutores não aterrados) são brancos ou cinza. Condutores neutros devem ter uma tensão de aproximadamente zero volts.
- Não faça LOTO apenas no disjuntor fotovoltaico no painel elétrico principal, mas também em todas as desconexões no módulo, conversor, controlador de carregamento e baterias. Observe que um banco de baterias com mais de 24 células de dois volts em série deve ter um mecanismo de desconexão.
- Os módulos fotovoltaicos nunca podem ser totalmente desenergizados, portanto, um mecanismo de desconexão é necessário para os respondentes de emergência para isolar um painel fotovoltaico do resto do edifício.
- Eletrônicos de potência em nível de módulo, como microinversores, estão se tornando cada vez mais populares. As tensões CC são frequentemente limitadas a 50 V CC ou menos com microinversores, em comparação com o limite de 600 V CC em inversores de cadeia. Como resultado, o NEC permite que certos conectores que estão em conformidade com a Seção 690.33 do NEC sejam usados como desconexões CC para circuitos CC de microinversores. De acordo com a Seção 690.33 (E) (1), os conectores devem "ser classificados para interromper a corrente sem perigo para o operador" ou "ser um tipo que requer uma ferramenta para abrir e marcar 'não desconectar sob carga' ou 'não para interrupção atual'".
- Em sistemas fotovoltaicos, os inversores armazenam energia em capacitores. É importante descarregar essa energia antes de começar o trabalho, porque ainda pode haver capacitância no lado CC. Pode levar alguns minutos para garantir que os inversores estejam em um estado de energia zero.
- Alguns testes, como determinar a corrente da linha fotovoltaica ou resistência do isolamento com um Megômetro, exigem que o sistema seja energizado. Em outros casos, é necessário isolar e desenergizar um componente específico, como um inversor ou transformador, enquanto deixa o resto do sistema ligado.
- Muitos novos sistemas fotovoltaicos com armazenamento de bateria são acoplados em CA, o que significa que o banco de baterias tem seu próprio inversor multimodo com um circuito CA conectado a cargas independentes. Isso aumenta a resiliência, mas também a complexidade na manutenção e no LOTO. Para desenergizar totalmente o sistema, o inversor interativo fotovoltaico e o inversor multimodo de bateria precisam estar desligados.
Os processos descritos neste artigo devem ser usados como um exemplo de procedimentos LOTO para sistemas fotovoltaicos. Certifique-se de seguir todos os procedimentos de segurança e manutenção da sua organização, além de regulamentos da NEC ao trabalhar em sistemas fotovoltaicos.
Sobre o especialista
Michael Ginsberg é um especialista em energia solar, instrutor do Departamento de Estado dos EUA, autor e doutorando em Ciências da Engenharia na Universidade de Columbia. Ele também é CEO da Mastering Green, onde treinou quase mil técnicos no mundo todo em instalação, manutenção e operação de energia solar fotovoltaica.