Disjuntor solar - uma parte essencial do sistema fotovoltaico

A seleção de um disjuntor solar é fácil de ser ignorada em um sistema solar fotovoltaico, e é preciso dedicar tempo para escolher a solução certa. Se o disjuntor para energia solar não for adequado, ele poderá causar disparos frequentes do equipamento, danos por superaquecimento e até mesmo incêndios no sistema.

Portanto, nesta postagem, vamos nos concentrar no disjuntor solar, desde como ele funciona até como escolher. Você também pode conhecer as diferenças entre disjuntores solares e fusíveis. Continue rolando a tela.

O que é disjuntor solar?

Um disjuntor solar protege o usuário ao disparar e cortar a energia da carga em caso de erro. Os disjuntores para sistemas solares são usados principalmente para alternar vários tipos de cargas. Isolamento do transformador inversores requerem um disjuntor ou isolador solar bipolar CC classificado em 1,25 vezes a corrente nominal de curto-circuito (Isc) do painel solar fotovoltaico e 1,2 vezes a tensão de circuito aberto (Voc).

Os disjuntores de energia solar são uma parte importante do sistema fotovoltaico solar. Entre a corrente contínua e a corrente alternada, ele atua como uma barreira. A barreira entre o painel e a energia CA é necessária para a instalação e a manutenção de rotina. A proteção elétrica requer o uso de disjuntores solares.

Como os alternadores podem continuar funcionando mesmo se falharem, os disjuntores solares são essenciais. Quando usados, eles podem exigir menos manutenção, são mais confiáveis e têm uma taxa de falha menor. Para entender melhor por que os disjuntores solares são tão importantes para os sistemas solares, este blog tentará fazer exatamente isso. Os disjuntores para sistemas de energia solar são necessários para garantir a qualidade e a durabilidade dos painéis fotovoltaicos.

Como funciona o disjuntor de energia solar?

Mecanismo de proteção térmica

Uma pergunta básica é: como um disjuntor solar CC realmente funciona? Os disjuntores solares CC usam métodos de proteção térmica e magnética.

Com a proteção térmica, o disjuntor solar dispara se a corrente nominal for excedida. Quando mais calor é gerado, os contatos bimetálicos se aquecem e se expandem. A proteção térmica ajuda quando a corrente é sobrecarregada.

Proteção magnética em disjuntores solares CC

Na presença de proteção magnética no disjuntor solar CC, ele disparará o disjuntor solar CC quando a corrente de falha estiver presente em grandes quantidades. Os disjuntores solares CC têm a capacidade de interromper as correntes de falha mesmo em seu estágio mais alto. As proteções magnéticas nos disjuntores solares CC são importantes porque evitam curtos-circuitos e outras falhas.

Importância nos sistemas de painéis solares e veículos elétricos

Especialmente em resposta a sistemas com painéis solares fotovoltaicos instalados, os disjuntores solares são essenciais. O circuito do painel solar é a parte mais cara do sistema. Portanto, é muito importante protegê-lo por meio de um disjuntor para energia solar. Todos os circuitos do painel solar fotovoltaico são conectados à caixa combinadora. Além disso, o disjuntor de energia solar protege os circuitos e os painéis.

A radiação solar recebida pelos painéis solares fotovoltaicos pode ser convertida em corrente contínua. Os disjuntores solares CC são essenciais para instalações fotovoltaicas. Mesmo um pequeno descompasso pode custar uma fortuna. No caso de veículos elétricos, suas baterias são carregadas com a ajuda de estações de carregamento de veículos elétricos. O sistema aqui é consistente com a corrente contínua. Portanto, os disjuntores solares CC devem ser instalados nesses sistemas para evitar acidentes.

Os painéis solares fotovoltaicos e os veículos elétricos funcionam bem juntos porque lidam principalmente com corrente contínua. Além disso, essa conversão de corrente contínua em corrente alternada não é obrigatória. Os disjuntores solares CC facilitam o controle dos sistemas de automação. Isso é feito para que eles possam fornecer uma resposta rápida.

Como aplicar o disjuntor solar? 

Os proprietários de painéis solares podem usar corrente contínua em suas residências para diversas finalidades. Nesses casos, é necessário um disjuntor solar CC para blindagem. Muitas soluções diferentes precisam ser desenvolvidas. Além disso, eles precisam configurar uma caixa de fusíveis separada que contenha muitos disjuntores de energia solar para energia CA e CC. O disjuntor para energia solar tem a capacidade de controlar a direção da corrente.
Portanto, mudanças acidentais ou intencionais de direção podem gerar problemas de segurança e danificar as células solares. No caso das luzes de LED, elas podem ser alimentadas usando diodos emissores de luz. Entretanto, essa função só pode ser executada na presença de uma corrente contínua.

Disjuntor solar versus fusível

A principal diferença entre um disjuntor solar e um fusível é que o disjuntor solar corta mecanicamente a conexão quando a carga elétrica excede a fonte de energia. Dessa forma, evita-se incêndios e outros problemas com o equipamento conectado. Por outro lado, se a corrente de entrada for maior do que a corrente necessária, o fusível evita danos ao dispositivo específico.

Reutilização 

Se a corrente de entrada for maior do que a corrente exigida pelo dispositivo, o fusível queimará, mas não poderá mais ser usado depois disso. Os disjuntores solares, por outro lado, operam por meio de disparo mecânico e corte de conexões. Ele pode ser facilmente reaberto, permitindo vários usos. 

Princípios de operação 

Os fusíveis usam materiais condutores e, quando a corrente excede o nível necessário, suas propriedades elétricas e térmicas são comprometidas, enquanto os disjuntores solares interrompem a conexão eletromagneticamente. 

Tempo de resposta 

O tempo de resposta do fusível é de 0,002 segundos, enquanto o tempo de resposta do disjuntor solar está entre 0,02 e 0,05 segundos. Devido à velocidade com que os fusíveis metálicos derretem, os fusíveis têm uma vantagem sobre o disjuntor solar porque interrompem o fluxo de energia mais rapidamente. No entanto, devido a esse processo de derretimento, o fusível acaba precisando ser substituído. Quando o circuito for desconectado, basta reiniciar o disjuntor solar para energia solar.

Custo

Os custos de instalação e manutenção são os principais fatores a serem considerados ao escolher um sistema elétrico para uma residência. A instalação de um disjuntor de energia solar em sua residência pode ser cara. Isso ocorre porque os componentes do disjuntor solar são caros e o sistema é complexo. O tempo que o disjuntor solar leva para reagir a um pico de uso de eletricidade em uma residência é outro fator importante. Durante os surtos, seu equipamento elétrico pode ser danificado porque os disjuntores solares não reagem aos surtos por alguns minutos. Além disso, os fusíveis podem oferecer um nível mais alto de proteção, pois podem interromper o fluxo de energia quase instantaneamente. No entanto, um disjuntor para energia solar ainda pode oferecer boa proteção, e um disjuntor de energia solar é projetado para atender às necessidades específicas dos sistemas movidos a energia solar.

Aplicativo

Os vários usos de disjuntores solares e fusíveis são outro fator importante a ser considerado. Por exemplo, os fusíveis são normalmente usados em residências com cargas elétricas moderadas e dispositivos eletrônicos com baixo consumo de corrente. Os disjuntores solares, entretanto, são usados para motores e outras máquinas pesadas que consomem muita eletricidade. Esse é um fator importante a ser considerado para edifícios em que o aumento da carga elétrica pode superar um sistema de fusíveis tradicional. Um disjuntor solar protege toda a residência, não apenas uma ou duas peças de equipamento eletrônico. Os fusíveis cobrem apenas determinados aparelhos, não toda a casa ou apartamento. E isso é crucial ao selecionar uma caixa de fusíveis e um disjuntor solar para energia solar ou disjuntor de energia solar.

O disjuntor solar mostrará seu status operacional e se precisa de manutenção. Por outro lado, os fusíveis não mostram seu status operacional.

Proteção 

Os disjuntores solares protegem residências e equipamentos contra sobrecargas e curtos-circuitos, enquanto os fusíveis só podem lidar com sobrecargas. Essa é uma diferença importante que deve ser levada em conta ao escolher um deles.

Como calcular os disjuntores solares no Solar PV Sistema?

A corrente de saída contínua máxima do inversor é multiplicada por esse fator.

Por exemplo, 30A x 1,25 = 37,5A

Arredonde o tamanho nominal determinado na etapa 1 para o tamanho comum mais próximo do disjuntor solar.

Portanto, a fórmula é simplesmente a corrente de saída máxima do inversor multiplicada por um fator de segurança 125%, arredondado para o tamanho do disjuntor mais próximo.

Como escolher um disjuntor solar adequado?

Temperatura ambiente ao redor do cabo

No caso de sistemas fotovoltaicos, os cabos geralmente são instalados ao ar livre (sistemas ao ar livre, sistemas de telhado plano etc.). Em geral, presume-se que a temperatura ambiente externa será maior do que a temperatura de instalação no edifício. Devido ao aumento da temperatura ambiente, a carga de ampacidade diminui. 

Aquecimento mútuo de disjuntores solares

Em sistemas fotovoltaicos, os inversores que inserem simultaneamente a corrente máxima (simultaneidade) também costumam ser conectados a disjuntores solares adjacentes. Isso faz com que o disjuntor solar aqueça mais rapidamente, o que pode levar a um disparo prematuro. Para garantir a dissipação de calor adequada e evitar o disparo prematuro, é necessário manter grandes intervalos entre os disjuntores solares individuais.

Para calcular a perda de calor, o fator de correção é especificado nos dados técnicos do disjuntor solar. Por exemplo, para uma linha de nove dispositivos, esse fator de correção pode ser especificado como 0,77. Um disjuntor solar com uma corrente nominal de 50 A se comportará como se sua corrente nominal fosse 0,77 x 50 A = 38,5 A.

Se essa corrente for insuficiente, poderá ser usado um disjuntor solar com uma corrente nominal mais alta. Lembre-se sempre de que, dependendo da situação (sem simultaneidade), o fusível não dispara até atingir sua corrente nominal. Nesse caso, o cabo de conexão deve ter uma capacidade de transporte de corrente adequada ou precisa ser substituído por um cabo com uma seção transversal maior.

Outra possibilidade é aumentar a distância entre os disjuntores de energia solar. Isso dissipa mais calor, o que evita disparos acidentais.

Temperatura ambiente no disjuntor solar 

Devido à simultaneidade descrita anteriormente, a quantidade de aquecimento do quadro de distribuição onde o disjuntor de energia solar está instalado pode exceder o valor normal de uma instalação convencional. Como o quadro de distribuição do sistema fotovoltaico geralmente é instalado ao ar livre, a temperatura no quadro de distribuição é mais alta. Os dados sobre os fatores de proteção para esse efeito são especificados nos dados técnicos do disjuntor solar.

Tipo de dispositivo conectado

Consulte o manual de instalação para obter as características apropriadas do respectivo inversor. O recurso de desconexão de carga do disjuntor para energia solar pode ser usado para desconectar o inversor da rede elétrica pública sob carga. Os elementos fusíveis do tipo parafuso, como os fusíveis DIAZED ou NEOZED, não têm características de desconexão de carga e, portanto, podem ser usados como proteção de cabo, mas não devem ser usados como seccionadores. Quando desconectado sob carga, o elemento fusível pode ser destruído ou ter sua função prejudicada devido à erosão do contato. Não é necessária nenhuma carga adicional entre o disjuntor para energia solar e o inversor.

O número de cadeias de caracteres no isolador

Se houver dois polos, deverá existir apenas uma corda. Quando há dois polos, deve haver dois strings. Você pode escolher entre vários painéis de string de isoladores para transmitir correntes diretas externas. Um único rastreador de ponto de potência máxima também pode ser usado como conversor, compatível com inversores de string universais com isoladores CC incorporados.

Tamanho da tensão do sistema

O isolador que transporta a tensão operacional deve ter uma tensão maior ou igual à tensão exigida pelo sistema. As especificações mais comuns são 1500V, UL508i 600V e IEC60947-3 1000V, embora inversores monofásicos conectado à tensão do sistema geralmente pode operar a 600V. A tensão do sistema do inversor de string trifásico pode ser de até 1000V e 1500V. O mesmo se aplica aos inversores centralizados.

Conclusão

Os disjuntores solares CC são uma parte importante de um sistema fotovoltaico. Sem sua proteção, os painéis fotovoltaicos podem ser danificados mais facilmente e podem ocorrer falhas no sistema. Tanto os disjuntores solares CA quanto os disjuntores solares CC desempenham suas respectivas funções no sistema. É por isso que ambos são muito importantes para a operação adequada. Se forem seguidas as técnicas de fiação, as medidas de segurança, a manutenção e os procedimentos adequados, o disjuntor CC para energia solar pode servir como a proteção proeminente necessária para muitos sistemas, como os painéis fotovoltaicos.
Dependendo de sua capacidade, os painéis solares fotovoltaicos podem ter um ou mais dispositivos. Os disjuntores de energia solar CC são necessários para proteger o circuito conectado à caixa combinadora fotovoltaica. Os painéis solares podem ser usados com saídas de corrente unidirecionais, graças à forma como toda a energia passa por eles.
Se houver muitos painéis de carga CC, será necessário instalar muitos disjuntores solares. Os proprietários de painéis solares podem usar corrente contínua em suas residências para diversas finalidades. Nesses casos, um disjuntor para energia solar é necessário para a blindagem. Muitas soluções diferentes precisam ser desenvolvidas. Portanto, espero que, depois de ler este artigo, você possa aprender um pouco mais sobre o disjuntor de energia solar.