Dimensionamento dos cabos CC e CA

Muitos projetistas e instaladores esquecem que para dimensionar o cabeamento de forma correta é necessário seguir a norma de instalações elétricas em baixa tensão (NBR 5410). Ao não seguir essa norma, os profissionais colocam em risco não somente a instalação, mas também a vida das pessoas. Neste post, iremos detalhar alguns aspectos importantes sobre o dimensionamento dos cabos utilizados em sistemas fotovoltaicos.

Os sistemas fotovoltaicos possuem trechos tanto em corrente contínua como em corrente alternada. Agora iremos demonstrar o dimensionamento correto dos cabos, iniciando pela parte em corrente contínua do circuito.

Os cabos da parte contínua saem dos painéis solares e seguem até o inversor grid tie (ou controlador de carga e baterias no caso de sistemas off grid) e são expostos muitas vezes às intempéries (chuva, radiação UV), e por isso, devem ser próprios para aplicações solares, e seu dimensionamento seve seguir a seguinte regra:

Essa equação diz que a capacidade de corrente do cabo deve ser superior em 25% à corrente de curto circuito (em 80°C) do arranjo fotovoltaico. Além desse critério, também é necessário respeitar os limites de queda de tensão ao longo do cabo, assim, a seção do mesmo deve ser suficiente para evitar quedas de tensão exageradas. Para definir a seção do do fio, pode-se usar a equação abaixo.

Nessa equação, L é o comprimento do circuito CC, I é a corrente, V é a tensão do arranjo fotovoltaico e σ é a condutividade do cobre (46 Sm/mm² a 80°C). De posse do resultado das duas equações, escolhe-se o condutor com a maior seção.

Para os cabos da parte do circuito em corrente alternada, deve-se utilizar as tabelas disponíveis na norma NBR 5410 onde, dependendo do modo de instalação, a tabela fornece uma certa seção de cabo.

Tipos de instalação.

Na tabela acima, o método de instalação normalmente utilizado em sistemas fotovoltaicos é o modo B1, onde os cabos passam por eletrodutos externos à parede. Deve-se levar em conta a temperatura ambiente do local de instalação e também o número de circuitos que ficarão no mesmo eletroduto, para isso, utilizamos as tabelas disponíveis na NBR 5410.

Fator de correção para agrupamento (FC).
Fator de correção para temperatura ambiente (FT).

De posse da corrente de projeto, pode-se dividi-la pelos fatores mencionados para então obter a seção do cabo através das tabelas 32 e 33 da NBR5410.

Assim como no caso em corrente contínua, os limites de queda de tensão também devem ser respeitados. Com o auxílio das equação abaixo, podemos determinar a seção dos cabos CA.

Onde Cosθ é o fator de potência da carga (residência), pode-se adota-lo como 1 para sistemas residenciais.

Novamente deve-se escolher a maior seção calculada.

Em resumo, o projetista deve escolher corretamente as dimensões dos cabos do sistema de modo a atender os critérios de capacidade de corrente (com o uso dos fatores de correção e de tabelas) e de queda de tensão admissível.