16 ago Proteção de módulos fotovoltaicos
Os sistemas fotovoltaicos, assim como qualquer sistema elétrico, necessitam ser protegidos para evitar danos aos equipamentos. Em plantas fotovoltaicas, o sombreamento total ou parcial dos módulos (ou de um deles) leva a situações de perigo para a instalação elétrica devido ao surgimento de corrente indesejadas.
Como sabemos, os módulos fotovoltaicos devem estar livres de qualquer tipo de sombreamento, o projetista deve conhecer a região em torno do ponto de instalação do sistemas para assegurar que nenhuma sombra irá afetar o desempenho do sistema, especialmente em regiões com casas e árvores ao redor. Duas situações diferentes podem acontecer devido ao sombreamento:
- Módulos conectados em série: Em módulos em série, o sombreamento irá limitar a geração de corrente, e assim, todo os módulos terão suas correntes diminuídas e, consequentemente, a potência gerada irá diminuir. Outro efeito que pode ocorrer é o módulo sombreado passar a absorver potência ao invés de fornecer, nesse caso, a temperatura do módulo poderá elevar-se além do normal, danificar o equipamento.
Uma maneira de evitar esses efeitos é a utilização de diodos de by-pass, conectados em paralelo com grupos de células dos módulos. Quando uma parte do módulo estiver sombreada, o diodo correspondente será polarizado diretamente, permitindo a passagem da corrente, o diodo então desviará a corrente do grupo de células sombreadas, evitando seu aquecimento. Os diodos de by-pass já vêm instalados de fábrica, de modo que não é preciso se preocupar com o seu projeto, mas devemos ter em mente que essa solução não consegue suprir a perda de potência causada pelo sombreamento.
- Módulos conectados em paralelo: Nessa conexão, quando há sombreamento, a corrente do módulo irá diminuir, assim como no caso anterior, porém isso não afetará os demais módulos. O que irá afetar os demais módulos será a tensão, que no módulo sombreado será menor e fará com que a tensão de todos os outros módulos seja reduzida, o que novamente irá limitar a potência gerada. No caso de módulos em paralelo, pode ocorrer de o módulo com tensão menor absorver corrente dos demais, funcionando como carga, levando o mesmo à superaquecimento. Para evitar que que o módulo sombreado seja alimentado pelos demais, podem ser instalados diodos de bloqueio no final de cada ramo do arranjo paralelo. Esse diodo evita essa corrente reversa mas permite a corrente normal dos módulos, porém, não vem de fábrica e é preciso projetá-lo corretamente.
Como vimos, há alguns sistemas de proteção que podem ser aplicados para prevenir que os módulos fotovoltaicos sejam danificados. Resumidamente, diodo de by-pass funciona desviando a corrente para evitar o aquecimento das células e já vem de fabrica instalado no módulo. Já o diodo de bloqueio tem o objetivo de evitar que módulos em paralelo alimentem um outro que esteja sombreado, esse diodo, ao contrário do anterior, não vem de fábrica e precisa ser projetado. Os dois diodos protegem o sistema contra aquecimentos potencialmente perigosos, mas não evitam a perda de potência devido ao sombreamento de modo que, evitar sombras nos módulos é a melhor alternativa para preservar o seu sistema.
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