Um sistema fotovoltaico funciona em condições elétricas diferentes das de um sistema de alimentação de corrente alternada (CA) convencional. Os painéis solares geram corrente contínua (CC), e esta corrente deve ser controlada, protegida e isolada de forma segura antes de chegar ao inversor ou ao sistema de baterias. É aqui que um disjuntor solar se torna essencial.
Um disjuntor solar foi concebido para proteger os sistemas fotovoltaicos contra sobrecorrentes, curto-circuitos e avarias elétricas. Ajuda a prevenir danos nos painéis solares, nas caixas de combinação fotovoltaicas, nos inversores, nas baterias e noutros equipamentos de corrente contínua. A escolha do disjuntor adequado é importante não só para a segurança do sistema, mas também para a fiabilidade a longo prazo e para uma produção de energia estável.
Neste guia, vamos explicar o que é um disjuntor solar, onde é utilizado, a diferença entre disjuntores de CA e de CC e como escolher o mais adequado Disjuntor de corrente contínua para sistemas fotovoltaicos solares.
A disjuntor solar é um dispositivo de proteção utilizado em sistemas de energia fotovoltaica para interromper o fluxo anormal de corrente. Quando a corrente excede o intervalo de funcionamento seguro, o disjuntor dispara e desliga o circuito.
Num sistema solar, os disjuntores são habitualmente utilizados tanto no lado da corrente contínua como no lado da corrente alternada.
No lado da corrente contínua (CC), o disjuntor é instalado entre os painéis solares, as cadeias fotovoltaicas, as caixas de combinação, as baterias e os inversores. No lado da corrente alternada (CA), o disjuntor é instalado a jusante do inversor para proteger o circuito de distribuição de CA.
Os disjuntores solares mais comuns incluem:
Na maioria das aplicações fotovoltaicas, o produto fundamental é o disjuntor de corrente contínua solar, uma vez que os painéis solares geram corrente contínua antes de o inversor a converter em corrente alternada.
Os sistemas fotovoltaicos solares necessitam de disjuntores, uma vez que envolvem a produção contínua de energia, alta tensão CC e vários componentes elétricos ligados em série ou em paralelo.
Uma escolha adequada Disjuntor fotovoltaico pode proporcionar a seguinte proteção:
Quando a corrente num circuito solar excede o valor nominal, pode provocar o sobreaquecimento dos cabos, danos no isolamento ou avarias no equipamento. Um disjuntor desliga o circuito com avaria antes que ocorram danos graves.
Os curto-circuitos podem ocorrer devido a erros na instalação elétrica, isolamento danificado, instalação incorreta ou avaria do equipamento. Um disjuntor solar pode interromper rapidamente a corrente de falha e proteger o sistema.
Os painéis solares, os inversores, as baterias e as caixas de combinação são componentes valiosos. Os disjuntores ajudam a reduzir o risco de danos causados por condições elétricas anormais.
Os disjuntores também podem ser utilizados para o isolamento manual. Durante a inspeção, reparação ou manutenção, o circuito pode ser desligado com segurança.
Nos sistemas de corrente contínua, os arcos elétricos são mais difíceis de extinguir do que nos sistemas de corrente alternada. Um disjuntor adequado para corrente contínua ajuda a reduzir os riscos de incêndio elétrico, interrompendo as correntes de falha de forma segura.
Uma das perguntas mais frequentes é:
É possível utilizar um disjuntor de CA num sistema solar de CC?
Na maioria dos casos, a resposta é não. Deve utilizar-se um disjuntor de corrente contínua para circuitos de corrente contínua.
A razão prende-se com o facto de a corrente alternada (CA) e a corrente contínua (CC) se comportarem de forma diferente. Num circuito de CA, a corrente passa naturalmente pelo ponto zero várias vezes por segundo, o que ajuda a extinguir o arco quando o disjuntor se abre. Num circuito de CC, a corrente não tem um ponto natural de passagem pelo zero, pelo que o arco é mais difícil de extinguir.
Isso significa que um Disjuntor de corrente contínua para sistemas solares deve ter um design de extinção de arco mais eficaz do que um disjuntor de CA normal.
| Artigo | Disjuntor de corrente alternada | Disjuntor de corrente contínua |
|---|---|---|
| Tipo de corrente | Corrente alternada | Corrente contínua |
| Extinção do arco | Mais fácil graças à passagem por zero | Mais difícil |
| Candidatura | Distribuição de corrente alternada, saída do inversor | Painéis solares, baterias, caixas de combinação de corrente contínua |
| Indicação da tensão | Tensão nominal CA | Tensão nominal CC |
| Utilização da energia solar | Apenas lado CA | Lado CC do sistema fotovoltaico |
Num sistema fotovoltaico, utilize um disjuntor de corrente contínua (CC) solar no lado CC e um disjuntor de corrente alternada (CA) apenas no lado da saída CA do inversor.
A MCB de corrente contínua, ou disjuntor miniatura de corrente contínua, é frequentemente utilizado em sistemas fotovoltaicos de pequena e média dimensão. É adequado para a proteção de cadeias fotovoltaicas, caixas de distribuição de corrente contínua, caixas combinadoras e circuitos de entrada de inversores.
Um disjuntor de corrente contínua (MCB) é normalmente utilizado em aplicações com correntes mais baixas. É compacto, fácil de instalar e adequado para montagem em calha DIN.
Entre as aplicações mais comuns contam-se:
Em muitas aplicações solares, um Disjuntor de corrente contínua (MCB) para sistemas fotovoltaicos solares é uma solução de proteção económica e fiável.
Um disjuntor de caixa moldada de corrente contínua (MCCB), ou disjuntor de corrente contínua em caixa moldada, é utilizado em sistemas solares com correntes e capacidades mais elevadas. Em comparação com um disjuntor de corrente contínua (MCB), um MCCB de corrente contínua apresenta, normalmente, uma capacidade de interrupção superior, uma corrente nominal mais elevada e um desempenho de proteção mais robusto.
Um disjuntor MCCB de corrente contínua é adequado para sistemas fotovoltaicos comerciais e industriais, nos quais a corrente do sistema é mais elevada e os requisitos de proteção contra falhas são mais exigentes.
Entre as aplicações mais comuns contam-se:
Se o sistema solar tiver uma intensidade nominal mais elevada ou exigir uma capacidade de interrupção maior, um disjuntor MCCB de corrente contínua para sistemas solares é, normalmente, a melhor opção.
Embora os painéis solares produzam corrente contínua, o inversor converte essa corrente contínua em corrente alternada. Após a conversão, o lado de saída de corrente alternada também necessita de proteção.
É possível instalar um disjuntor de corrente alternada (MCB) ou um disjuntor de corrente alternada com interruptor de corte (MCCB) entre a saída do inversor e o quadro de distribuição de corrente alternada. Isto ajuda a proteger o circuito de corrente alternada contra sobrecargas e falhas por curto-circuito.
Entre as aplicações mais comuns contam-se:
A questão principal é simples:
Utilize disjuntores de corrente contínua no lado da corrente contínua e disjuntores de corrente alternada no lado da corrente alternada.
Um sistema fotovoltaico pode necessitar de disjuntores em várias posições, dependendo da conceção do sistema.
Em sistemas com várias cadeias fotovoltaicas, cada cadeia pode necessitar de proteção antes de entrar na caixa de combinação. Os disjuntores de corrente contínua (MCBs) são frequentemente utilizados nesta posição.
A caixa de combinação fotovoltaica integra normalmente componentes de proteção de corrente contínua, tais como disjuntores de corrente contínua, fusíveis de corrente contínua e dispositivos de proteção contra sobretensão de corrente contínua. O disjuntor permite desligar o circuito em caso de avarias ou durante a manutenção.
É frequente instalar um disjuntor de corrente contínua entre a caixa de combinação fotovoltaica e o inversor solar. Isto permite desligar o circuito de entrada de corrente contínua com segurança.
Nos sistemas solares com armazenamento de energia em baterias, pode ser instalado um disjuntor de corrente contínua entre o banco de baterias e o inversor ou o controlador de carga.
Depois de o inversor converter a corrente contínua em corrente alternada, é instalado um disjuntor de corrente alternada para proteger o circuito de saída de corrente alternada.
Escolher o certo disjuntor solar requer mais do que apenas corresponder à intensidade nominal atual. É necessário ter em conta a tensão, a corrente, o número de pólos, a capacidade de corte, o local de instalação e o tipo de sistema.
Em primeiro lugar, confirme se o disjuntor será utilizado no lado da corrente contínua ou no lado da corrente alternada.
Para cadeias de painéis solares, caixas de combinação, baterias e entradas de corrente contínua (CC) dos inversores, opte por um disjuntor de corrente contínua.
Para a saída de CA do inversor e para os sistemas de distribuição de CA, opte por um disjuntor de CA.
Nunca utilize um disjuntor de CA normal num circuito de CC, a menos que esteja claramente indicado para aplicações de CC.
A tensão nominal do disjuntor deve ser igual ou superior à tensão máxima da rede.
Por exemplo, se a tensão do seu sistema fotovoltaico for de 600 V CC, deve escolher um disjuntor de CC com uma tensão nominal de, pelo menos, 600 V CC. Muitos sistemas solares fotovoltaicos utilizam disjuntores de corrente contínua com classificação nominal de 500 V, 600 V, 800 V, 1 000 V ou mesmo valores superiores, dependendo da conceção do sistema.
No caso dos sistemas fotovoltaicos, a tensão nominal é especialmente importante, uma vez que a tensão da cadeia solar pode aumentar em condições de tempo frio.
A corrente nominal do disjuntor solar deve ser selecionada de acordo com a corrente de funcionamento do circuito.
Se a corrente nominal do disjuntor for demasiado baixa, este poderá disparar com frequência. Se for demasiado elevada, poderá não proporcionar a proteção adequada.
Ao selecionar a intensidade nominal, tenha em conta:
As intensidades nominais mais comuns para os disjuntores de corrente contínua (MCBs) para sistemas solares incluem 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A e 63 A. Para sistemas de maior dimensão, estão disponíveis disjuntores de corrente contínua (MCCBs) com intensidades nominais mais elevadas.
Os disjuntores solares estão disponíveis em diferentes configurações de pólos, tais como 1P, 2P, 3P e 4P.
Nas aplicações solares de corrente contínua (CC), os disjuntores de 2P e 4P são frequentemente utilizados, uma vez que permitem desligar tanto a linha positiva como a negativa, consoante os requisitos do sistema.
As configurações típicas incluem:
| Pólos do disjuntor | Candidatura Comum |
|---|---|
| 1P | Alguns circuitos unifásicos de baixa tensão |
| 2P | Proteção da cadeia solar CC |
| 3P | Sistemas de corrente alternada trifásica |
| 4P | Sistemas de corrente contínua de alta tensão ou de corrente alternada trifásica com neutro |
A escolha correta do polo depende do método de ligação e da tensão do sistema.
A capacidade de interrupção refere-se à corrente de falha máxima que o disjuntor pode interromper com segurança.
Nos sistemas fotovoltaicos, o disjuntor deve ser capaz de interromper a eventual corrente de curto-circuito do sistema. Se a capacidade de interrupção for demasiado baixa, o disjuntor poderá falhar durante uma avaria grave.
No caso dos sistemas solares comerciais e industriais, a capacidade de interrupção reveste-se de especial importância. Em muitos casos, opta-se por um disjuntor de corrente contínua (MCCB) para aplicações com correntes de falha mais elevadas.
A extinção do arco de corrente contínua é uma das características mais importantes de um disjuntor solar de corrente contínua.
Uma vez que os arcos de corrente contínua são mais difíceis de extinguir do que os arcos de corrente alternada, um disjuntor solar de corrente contínua deve ser especificamente concebido para aplicações de corrente contínua. Verifique se existem indicações claras da tensão de corrente contínua e se o equipamento é adequado para aplicações fotovoltaicas solares.
Os sistemas fotovoltaicos são frequentemente instalados ao ar livre, em ambientes adversos ou no interior de armários elétricos expostos ao calor e à humidade.
Ao escolher um disjuntor solar, tenha em conta o seguinte:
Um disjuntor fiável melhora a estabilidade do sistema e reduz os riscos de manutenção.
Tanto os disjuntores de corrente contínua (MCB) como os disjuntores automáticos de corrente contínua (MCCB) podem ser utilizados em sistemas solares fotovoltaicos, mas são adequados para aplicações diferentes.
| Artigo | MCB de corrente contínua | MCCB de corrente contínua |
|---|---|---|
| Nome completo | Disjuntor miniatura de corrente contínua | Disjuntor de caixa moldada para corrente contínua |
| Intensidade nominal | Baixa a média | Médio a elevado |
| Capacidade de frenagem | Inferior ao MCCB | Mais alto |
| Tamanho | Compacto | Maior |
| Instalação | Trilho DIN | Instalação de painéis ou armários |
| Ideal para | Sistemas fotovoltaicos de pequena e média dimensão | Sistemas fotovoltaicos comerciais e industriais |
| Utilização comum | Cadeias fotovoltaicas, caixas de combinação | Proteção principal de corrente contínua, sistemas de inversores de grande dimensão |
Em muitos projetos solares, tanto os disjuntores de corrente contínua (MCBs) como os disjuntores de corrente contínua com controlador de corte (MCCBs) podem ser utilizados em conjunto em diferentes partes do sistema.
Um sistema completo de proteção solar pode incluir disjuntores, fusíveis e dispositivos de proteção contra sobretensão. Estes componentes têm funções diferentes e não devem ser confundidos.
Um disjuntor solar protege contra sobrecargas e curto-circuitos. Também pode ser desligado manualmente para efeitos de manutenção.
Um fusível proporciona proteção contra sobrecorrente, derretendo quando a corrente excede o seu valor nominal. É frequentemente utilizado para a proteção de cadeias fotovoltaicas. Ao contrário de um disjuntor, um fusível tem de ser substituído após a sua ativação.
Um SPD de corrente contínua protege o sistema fotovoltaico contra sobretensões transitórias causadas por raios ou picos de tensão de comutação. Não substitui um disjuntor.
| Dispositivo | Função principal | Reiniciável? |
|---|---|---|
| Disjuntor | Proteção contra sobrecarga e curto-circuito | Sim |
| Fusível | Proteção contra sobrecorrente | Não |
| SPD | Proteção contra picos de tensão e raios | Não, o módulo poderá ter de ser substituído |
Para uma melhor proteção dos sistemas fotovoltaicos, os disjuntores, os fusíveis e os SPD são frequentemente utilizados em conjunto.
No que diz respeito aos sistemas fotovoltaicos, as soluções de proteção mais comuns incluem:
A seleção final deve basear-se na tensão e corrente do sistema fotovoltaico, na potência do inversor, na secção do cabo, no ambiente de instalação e nas normas elétricas locais.
Um disjuntor solar é um dispositivo de proteção essencial num sistema fotovoltaico. Ajuda a proteger os painéis solares, as caixas de combinação fotovoltaicas, os inversores, as baterias, os cabos e o equipamento de distribuição contra sobrecargas e falhas de curto-circuito.
Para o lado CC de um sistema fotovoltaico solar, escolha um disjuntor de CC com a classificação adequada para aplicações solares, como um MCB de CC ou um MCCB de CC. Para o lado de saída CA do inversor, utilize um disjuntor de CA adequado.
Ao selecionar um disjuntor solar, tenha sempre em conta a tensão nominal, a corrente nominal, a capacidade de interrupção, o número de pólos, a capacidade de extinção de arco de corrente contínua e o ambiente de instalação.
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No lado de corrente contínua (CC) dos painéis solares, deve ser utilizado um disjuntor de CC. As opções mais comuns incluem disjuntores automáticos de CC (MCBs) para sistemas de menor dimensão e disjuntores automáticos de CC (MCCBs) para sistemas solares comerciais ou industriais de maior dimensão.
Em geral, não. Um disjuntor CA padrão não deve ser utilizado num circuito solar CC, a menos que esteja especificamente classificado para utilização em CC. Os circuitos CC requerem disjuntores concebidos para extinguir arcos de CC com segurança.
Um disjuntor de corrente contínua (MCB) é normalmente utilizado em circuitos solares de baixa corrente, tais como cadeias fotovoltaicas e caixas de combinação. Um disjuntor de corrente contínua com corte mecânico (MCCB) é utilizado em aplicações de corrente mais elevada, tais como grandes sistemas de inversores, projetos fotovoltaicos comerciais e proteção principal de corrente contínua.
Os disjuntores solares podem ser instalados entre os painéis solares e a caixa de combinação, no interior da caixa de combinação fotovoltaica, entre a caixa de combinação e o inversor, entre a bateria e o inversor e no lado da saída de corrente alternada do inversor.
A dimensão do disjuntor depende da corrente de entrada ou de saída do inversor, da tensão, da secção do cabo e da conceção do sistema. Siga sempre os requisitos do fabricante do inversor e as normas elétricas aplicáveis.
