Proteção contra o raio em instalações fotovoltaicas residenciais

O autoconsumo elétrico através painéis solares desperta grande interesse entre os consumidores tanto pela redução do consumo energético, ao depender menos da rede elétrica externa, como por reduzir o impacto ambiental. O alto custo associado à instalação de painéis solares em zonas particulares, dado que demoram diversos anos a amortizar, faz com que seja fundamental que estejam protegidos contra os efeitos destrutivos do impacto do raio.

Um sistema de autoconsumo solar permite a qualquer pessoa ou grupo de utilizadores, tais como associações de proprietários, produzir a sua própria energia de modo a depender o menos possível de fontes externas. Para além da poupança a longo prazo no consumo de eletricidade, ao gerar de forma autossuficiente parte da eletricidade consumida numa casa, a instalação de painéis fotovoltaicos em ambientes residenciais permite também a geração de ambientes mais limpos através da adoção de um sistema de produção de energia renovável.

Um sistema fotovoltaico residencial pode ser de dois tipos, dependendo da sua instalação e funcionamento: sistemas fotovoltaicos ligados à rede (On-Grid) e sistemas fotovoltaicos não ligados à rede (Off-Grid). Sobre a tendência de crescimento dos painéis solares residenciais, estudos sugerem que a energia fotovoltaica integrada na construção pode atingir 8.300 TWh por ano em 20501, 1,5% mais do que a procura global de eletricidade residencial em 2015.

Para qualquer um destes dois tipos de sistemas, os painéis fotovoltaicos residenciais estão na sua maioria localizados no telhado do edifício ao qual fornecem energia. Os painéis solares localizados em altura são superfícies com um elevado risco de descargas e, por conseguinte, requerem proteção específica.

A amortização de uma instalação destas características pode demorar vários anos, pelo que devem ser protegidas para assegurar uma vida útil longa e sem problemas. Trata-se de equipamento de alto custo que, quando danificado, causa danos não só à alimentação elétrica, mas também ao próprio painel e ao equipamento ligado.

O funcionamento dos painéis solares fotovoltaicos depende de equipamento eletrónico sensível que pode ser fortemente afetado por picos de tensão que causam degradação ou deterioração dos seus componentes. Por conseguinte, são instalações de alto risco do ponto de vista da proteção contra raios e devem ser dotadas de um sistema de proteção adequado.

Proteção externa

A instalação de um sistema de proteção externo contra raios destina-se a evitar impactos diretos sobre a estrutura e, por conseguinte, neste caso, sobre os painéis fotovoltaicos instalados no telhado.

Um para-raios com dispositivo de ionização (PDI) é um sistema avançado de proteção contra o raio que se caracteriza pela sua capacidade de responder à aproximação da queda do raio, adiantando-se à sua captura em relação a outros elementos dentro da sua zona de proteção, para o conduzir de forma segura à terra.

Com apenas um PDI pode-se proteger uma superfície de 20.000 metros quadrados, considerando uma proteção de nível 1, a mais exigente, suficiente para proteger uma moradia unifamiliar ou um edifício onde estejam instaladas placas fotovoltaicas para autoconsumo de eletricidade.

Aplicaciones Tecnológicas desenvolveu o para-raios inteligente DAT CONTROLER® REMOTE. Pertencente à gama Smart Earthing and Lightning Solutions, é um dispositivo com autodiagnóstico da ponta captora e comunicação via IoT (Internet of Things) do resultado, para supervisionar remotamente o correto funcionamento do equipamento.

A instalação do para-raios DAT CONTROLER® REMOTE deve ser efetuada em conformidade com UNE 21186: “Proteção contra o raio: para-raios com dispositivo de ionização”.  Além disso, deve-se ter cuidado durante a instalação para garantir que o para-raios não produz sombras que possam prejudicar a eficiência dos painéis solares.

Proteção contra sobretensões

O bom funcionamento dos painéis solares depende de equipamentos eletrónicos sensíveis, que podem ser severamente afetados por picos de tensão resultantes de descargas atmosféricas ou mesmo de descargas atmosféricas próximas da instalação ou entre nuvens.

A proteção contra sobretensões em instalações fotovoltaicas residenciais deve ser concebida para proporcionar a máxima proteção às células fotovoltaicas e a todos os elementos que possam estar integrados.

Para tal, deve ser instalado um protetor específico para os painéis, que normalmente não são superiores a 48V. Dentro da sua gama de protetores de sobretensões para equipamentos especiais, Aplicaciones Tecnológicas tem o ATVOLT P48, o protetor de sobretensões para linhas com uma alimentação de 48V de tensão contínua.

Em condições normais, o ATVOLT P48 permanece inativo, sem afetar o funcionamento da linha nem causar fugas. A descarga ocorre em elementos internos encapsulados sem flashes e, graças à sua ligação de condutores com parafusos, absorve uma sobretensão mais elevada.

Para além da possível degradação dos componentes dos painéis solares, uma descarga atmosférica num ambiente residencial põe em risco o resto do equipamento elétrico e eletrónico numa casa, se não tiver um sistema de proteção contra sobretensões adequado, incluindo proteção da linha elétrica (KIT ATCONTROL/B PT-T e ATSUB-D M 1DIN), proteção da linha telefónica (AT9101 ATFONO), proteção da linha de antena de TV (série ATFREQ) e proteção da linha de dados (AT2107 ATLAN UNI RJ-RJ).

Se deseja saber mais sobre como proteger qualquer estrutura contra os efeitos do raio, pode entrar em contacto connosco através deste link.

Também pode assistir a qualquer um dos nossos webinars sobre proteção externa contra o raio no seguinte link.

Referencias

  1. David E.H.J.Gernaatab, Harmen-Sytzede Boerab, Louise C.Dammeierac. Detlef P.van Vuuren. The role of residential rooftop photovoltaic in long-term energy and climate scenarios (2020)