O Brasil é o país com maior incidência de descargas atmosféricas (raios) do mundo. De acordo com os dados do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), 78 milhões de raios caem todos os anos no Brasil.

Apesar disso, a chance de uma pessoa morrer atingida por um raio no Brasil ao longo de sua vida é de um em 25.000. Além do risco de vida, que é a maior preocupação, existe a possibilidade de danos materiais ocasionados por descargas atmosféricas, que são mais comumente relatados por empresas e pessoas.

Diante deste cenário, é normal que pessoas se preocupem com a proteção contra raios no seu sistema solar fotovoltaico. Afinal, geralmente os módulos fotovoltaicos são instalados em telhados ou em solo, em terrenos descampados.

Então, como proteger um sistema solar fotovoltaico contra descargas atmosféricas?

Se meu sistema solar fotovoltaico for atingido por um raio o que acontece?

A garantia de performance dos fabricantes da maioria dos módulos fotovoltaicos é entre 25 a 30 anos. Caso um raio atinja os módulos fotovoltaicos eles podem ter sua performance reduzida ou até mesmo sofrer danos irreparáveis.

Por isso existem as medidas de proteção contra descargas atmosféricas e outros surtos elétricos que veremos a seguir.

Normas aplicáveis a sistema fotovoltaicos sobre equipamento de proteção de descargas atmosféricas (raios)

Tratando-se de normas brasileiras, não existe ainda uma norma técnica aplicável exclusivamente a sistemas solares fotovoltaicos. Existe a norma “ABNT NBR 5419:2015 Proteção contra descargas atmosféricas” que trata sobre o item de forma geral para qualquer tipo de edificação e também a norma “ABNT NBR 16785:20197 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

Lembramos também que a instalação de sistemas fotovoltaicos deve obedecer a norma “ABNT NBR 5410, Instalações elétricas de baixa tensão”.

Com base na NBR 5419, a avaliação das medidas protetivas necessárias, parte da avaliação do risco, enquadrados pela norma em quatro modelos.

• R1: risco de perda de vida humana
• R2: risco de perda de serviço ao público
• R3: risco de perda de patrimônio cultural
• R4: risco de perda de valores econômicos

Para cada um desses riscos devem ser calculados índices. Diversos parâmetros são considerados para obter estes índices, como localização, estruturas já existentes e entre outros. Com base nos valores obtidos, a norma estipula quais medidas preventivas são necessárias para tornar os riscos menores do que o risco tolerável.  

Estes riscos e a determinação das medidas preventivas necessárias devem ser estipulados por um projetista capacitado. Ele tem condições de analisar a norma, avaliar a incidências de descargas atmosféricas na região e dimensionar o sistema de proteção mais adequado.

Além desta norma, existem normas de referência internacional que podem ser analisadas, conforme complexidade da usina fotovoltaica a ser instalada.

Tipos de descargas atmosféricas que devem ser avaliadas

Quando os riscos do item anterior são analisados, eles devem levar em consideração ao menos  5 possíveis cenários de descargas atmosféricas, são eles:

• Descarga direta na estrutura;
• Descargas próximas à instalação;
• Descargas diretas a uma linha conectada a estrutura;
• Descargas próximas a uma linha conectada a estrutura; e
• Descargas atmosféricas em outra estrutura na qual a linha da primeira está conectada.

Também todo o entorno do sistema fotovoltaico deve ser analisado e não somente o sistema em si. Desde estruturas já existentes até o próprio meio ambiente. O sistema está em zonas descampadas? Próximos a grandes colinas? Quando tratamos de grandes sistemas fotovoltaicos, deve-se inclusive separar o sistema por zonas, para assim analisar os riscos para cada situação especificamente.

Densidade das descargas atmosféricas

Outro fator muito importante é a densidade da descarga atmosférica na região onde o sistema será instalado. O anexo F da parte 2 da NBR 5491 possui um mapa onde é possível ver estes índices. Abaixo vemos um mapa semelhante ao da norma. Percebemos que cada região possui características diferentes em relação as descargas atmosféricas.

Quais são os sistemas de proteção mais comum aplicados?

Ao dimensionar um Sistema de Proteção de Descargas Atmosféricas (SPDA) e outros equipamentos de proteção contra surtos, alguns elementos de proteção devem ser considerados. Abaixo veremos os principais.

1. Sistema de aterramento

O aterramento é basicamente um sistema que funciona transmitindo qualquer carga “extra” do sistema para o solo (terra). A ideia é que toda a edificação e estrutura forme uma malha de aterramento, unindo todos os pontos que podem sofrer com descargas elétricas até a terra.

2. Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS)

O DPS também é um dispositivo que protege o sistema e seus equipamentos contra sobrecargas, sejam elas descargas atmosféricas, chaveamentos na rede elétrica (que pode ser um liga e desliga da concessionária, por exemplo) ou liga e desliga de motores elétricos.

A função do DPS é desviar o surto (sobrecargas) para a terra e deixar passar apenas a tensão que os equipamentos instalados são capazes de suportar. Ele fecha um curto circuito entre fase e terra desviando a corrente para o sistema de aterramento.

No sistema fotovoltaico deve-se ter pelo menos um DPS entre os módulos fotovoltaico e o inversor, e pelo menos um DPS entre o inversor e a rede elétrica. Dessa forma você protege tanto descargas provenientes da corrente contínua (que vem dos módulos), quanto da corrente alternada (que sai do inversor, e também vem da rede elétrica). Veja o esquema abaixo para entender.

Alguns inversores podem vir com o DPS do fotovoltaico (DPS FV) integrado. É o caso de inversores de potência acima de 10 kWp da marca ABB, que a Ecoa Energias Renováveis comercializa. Neste caso o inversor já possui proteção interna que faz a função do DPS FV.

Em alguns sistemas fotovoltaicos o DPS FV também pode vir acoplado a String Box (equipamento que recebe todo o arranjo, cabeamento, dos módulos fotovoltaicos).

Em grandes usinas solares fotovoltaicas o equipamento que recebe o arranjo dos módulos é chamado de String Combiner, ele também pode vir com DPS do fotovoltaico já integrado.

No esquema, também mostramos o DPS do quadro medidor, que é obrigatório por norma independente do estabelecimento possuir ou não fotovoltaico.

Existem diversos modelos e classes de DPS que são comercializados, apenas um profissional habilitado poderá dimensionar a proteção mais adequada para seu sistema fotovoltaico.

3. Para-raios:

Assim como os outros equipamentos de proteção, a função do para-raios é direcionar o excesso de descargas elétrica até o solo através da malha de aterramento. A diferença é que ele funciona de forma a atrair diretamente para si as cargas elétricas que cairiam sobre os equipamentos ou a edificação, evitando o impacto direto.

Um ponto relevante é tomar muito cuidado com o posicionamento destes equipamentos, para gerarem o mínimo de sombra possível nos módulos fotovoltaicos.

Vale ressaltar que o uso de para-raios é mais comum em usinas de grande porte situadas em regiões onde a densidade de descargas elétricas é muito alta.

3. Outros dispositivos

Ainda podem existir outros dispositivos para ajudar a mitigar riscos e danos ocasionados por descargas elétricas. Se a planta fotovoltaica possui uma operação em larga escala, onde manutenções preventivas são mais comuns, pode ser necessário instalar sistemas de detecção e alertas de raios. Estes se enquadram na norma “NBR 16785:2019 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

O objetivo destes sistemas de aviso é principalmente preservar a vida humana. Geralmente as grandes usinas fotovoltaicas são em locais abertos e pode ser necessário deslocar funcionários e outras pessoas que estejam na área para áreas abrigadas durante uma tempestade.

Diferenças mais comuns entre grandes usinas fotovoltaicas e projetos residenciais

O quanto uma usina gera de energia solar fotovoltaica está diretamente ligado, entre outros fatores, a área de captação da radiação solar, ou seja, a área dos módulos fotovoltaicos. Quanto maior a área da usina, de forma generalista, mais suscetível a descargas atmosféricas a usina estará.

Quando falamos de sistemas residenciais geralmente a instalação do sistema fotovoltaico acontece em estruturas já previamente existentes. Nestes casos um profissional habilitado deve analisar a proteção contra descargas atmosféricas já existente na edificação e projetar medidas adicionais que funcionaram em conjunto após o sistema instalado.

No geral, a malha de aterramento de sistemas fotovoltaicos para residências é conectada diretamente na malha de aterramento já existente. Lembrando que um profissional habilitado deve validar se a malha existente tem condições de receber essa conexão. Além disso, é necessário o uso de DPS antes e depois do inversor fotovoltaico, conforme descrevemos no item 2. Já o uso de para-raios em sistemas fotovoltaicos residências é extremamente raro, já que a possibilidade de o sistema receber uma descarga direta é muito baixa.

Em se tratando de grandes usinas os cuidados devem ser redobrados. Geralmente são localizadas em terrenos descampados, muitas vezes em áreas agrícolas que podem possuir maior incidência de descargas atmosféricas. Nestes casos a usina terá sua própria malha de aterramento e pode ser necessário uso de para-raios, e, também de sistemas de alerta e avisos de tempestades.

Independente do tamanho da usina fotovoltaica uma boa prática é utilizar a própria estrutura metálica da usina para levar hastes de aterramento até o solo, ajudando a dissipar sobrecargas elétricas.

Análise de custo dos sistemas de proteção versus possíveis danos ao sistema

Em todo o projeto de sistema de proteção contra descargas atmosféricas é necessário avaliar a relação entre o custo da proteção em relação as possíveis perdas com ou sem as medidas protetivas.

Por isso, não é comum vermos para-raios em sistemas residências, por exemplo. A probabilidade de um raio cair em um sistema residencial é tão pequena que não vale o investimento neste tipo de sistema protetivo. O que temos que garantir sempre é eliminar o risco de perda de vida humana.

Já para usinas maiores, como o custo de todo o projeto em si já é mais elevado, pode fazer sentido a instalação até mesmo de medidas preventivas adicionais as estipuladas por norma.

Conclusão e o que exigir de empresas que instalam sistemas fotovoltaicos

Alguns itens relevantes não foram tratados especificamente neste texto. Como por exemplo, tipo de cabeamento, infraestrutura elétrica, marca e modelo de equipamentos utilizados na instalação do sistema fotovoltaico de forma geral.

Para mitigar ao máximo os riscos de danos por descargas elétricas, além de dimensionar um correto sistema preventivo, todos os itens do sistema fotovoltaico devem ser de boa qualidade, com certificados que comprovem sua eficiência e segurança. Uma boa instalação dos componentes também é de extrema importância. De nada adianta ter sistemas de proteção, se existirem cabos mal conectados, por exemplo.

Além disso, como já comentamos, todo o entorno do sistema e estruturas pré-existentes no local e em suas proximidades devem ser considerados. A localização do sistema também é um item de extrema importância, cada região do país possui densidades diferentes de descargas atmosféricas e de forma especifica o local pode ter algo que “atraia” maior quantidade de raios, como ser próximo a grandes colinas ou em áreas descampadas.

Como cada projeto é único e específico é necessário ter ao lado, profissionais habilitados e experientes. Antes de fechar negócio questione a empresa com relação ao corpo técnico, se existem engenheiros eletricistas e outros profissionais capacitados. Exija o registro do profissional no CONFEA/CREA.

Pergunte sobre as medidas preventivas dos equipamentos e do sistema fotovoltaico. Exija certificados dos equipamentos e também um documento que comprove que a instalação foi checada e está conforme especificada em projeto.

Um bom projetista, vai além de respeitar normas técnicas, ele deve ter o discernimento de avaliar todas as possibilidades independente se previstas por norma ou não.

Se precisar de profissionais habilitados para desenvolver seu projeto, entre em contato com a Ecoa Energias Renováveis, clicando AQUI.

O frio chegou! Com a redução das temperaturas nesta época do ano, alguns cuidados são importantes para que o período não se torne sinônimo de aumento na conta de luz. Mas como economizar energia durante os dias mais frios? Elaboramos algumas dicas práticas pra você.

A atenção na hora de comprar eletrodomésticos, hábitos de uso eficiente dos equipamentos em casa e alternativas na geração e energia elétrica fazem diferença na quantidade de energia consumida e podem gerar economia financeira e benefícios para o meio ambiente.

De acordo com o engenheiro eletricista da Copel, Fernando Bauer, o ideal é que os aparelhos sejam sempre ajustados de acordo com o clima.

“Diversos desses equipamentos permitem regulagens como, por exemplo, o chuveiro elétrico que permite mudar a temperatura da água. O problema é que, muitas vezes, esses cuidados e regulagens são esquecidos em outros tipos de equipamentos, como a geladeira.”, explica.

Como economizar energia durante os dias mais frios

Para Bauer, os maiores vilões durante os dias frios são o chuveiro elétrico e o aquecedor. “Apenas para se ter uma ideia, o uso do chuveiro por quatro pessoas em um dia, durante 15 minutos cada, consome tanto quanto 500 lâmpadas LED ligadas durante uma hora. Ao longo do mês, isso representa mais de R$ 100 na fatura”, afirma.

Assim como o chuveiro, o engenheiro recomenda que aquecedores e o ar-condicionado sejam utilizados por períodos curtos de tempo, evitando as potências máximas. “A temperatura ideal do ar-condicionado é entre 22 e 24 graus, o suficiente para aquecer o ambiente”. Ele complementa explicando que os aquecedores podem chegar a um terço dos gastos com eletricidade nessa época do ano.

Outro erro muito comum dos consumidores é nunca alterar a temperatura dos refrigeradores. Com o clima mais frio, o termostato não precisa ser mantido no máximo – mesmo com a geladeira cheia. “Também é preciso verificar se a borracha de vedação da porta está cumprindo sua função, e nunca utilizar a parte traseira do equipamento para secar roupas ou sapatos”, acrescenta Bauer.

Investir em geração de energia oferece redução imediata

Para além de boas práticas de consumo, quem busca previsibilidade na hora de pagar a conta de luz e uma redução imediata pode optar pela produção de energia fotovoltaica.

Essa opção blinda o usuário dos aumentos de preço da energia, das quais estão produzindo, além de oferecer uma economia de até 95% na conta.

“Os sistemas de geração de energia oferecem um impacto positivo na conta durante todo o ano. Mas nos períodos de grande consumo energético, como as temporadas de frio que estamos passando, tornam-se ainda mais atrativos, reduzindo até 95% no valor da conta de luz”. explica Fábio Luciano Chaves, Diretor Comercial da Ecoa Energias Renováveis de Joinville, Santa Catarina.

“Outro fator vantajoso da geração fotovoltaica é a produção mesmo em dias nublados. A geração de energia é feita através da radiação solar, presente mesmo em dias em que o sol esteja coberto por nuvens. Apesar da geração ser bem menor comparado com dias de sol no verão, por exemplo, o período mais frio traz uma outra vantagem: Evita o aquecimento das placas, obtendo assim com o resfriamento dessas uma boa performance”, reforça Fábio.

Assim, períodos frios, mas com sol são um cenário regular para geração de energia fotovoltaica, justamente o período do ano que estamos entrando.

Dicas que valem o ano todo

Adotar hábitos de consumo consciente são indicados para todas as estações do ano. Vale lembrar que coisas simples, como uma luz acesa por mais tempo do que deveria, podem fazer toda diferença na conta de luz. Confira mais algumas dicas:

• Junte peças de roupa para utilizar a máquina de lavar em sua capacidade máxima;
• Desligue as luzes após sair do cômodo;
• Aproveite a luz natural para ajudar no aquecimento e na iluminação da casa;
• Troque lâmpadas incandescentes por fluorescentes ou de LED, que duram mais, e consomem de 60% a 80% menos energia.

Simulador de placas fotovoltaicas

No site da Ecoa Energias Renováveis é possível acessar um simulador gratuito que mostra quantas placas solares são necessárias para atender o consumo de energia da sua residência, comércio ou indústria. É possível também acessar pelo banner abaixo:

Pelo site, também é possível entrar em contato com o time de especialistas da Ecoa para elaborar uma proposta personalizada, já que o atendimento é feito por engenheiros especialistas:

A Ecoa Energias Renováveis possui o objetivo de entregar aos seus clientes o melhor da geração de energia solar fotovoltaica, com soluções de ponta a ponta: desde a elaboração do projeto, trâmites com a concessionária, instalação do sistema e pós-venda para tirar todas as suas dúvidas.

Excelência no atendimento, seriedade na condução dos trabalhos e compromisso com o meio ambiente para que nossos clientes tenham acesso a uma energia mais sustentável.

Energia solar vai se tornar cada vez mais comum, diz especialista – Conteúdo publicado da CNN Brasil.

Em entrevista à CNN, o coordenador da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar) Guilherme Susteras falou sobre o crescimento da energia solar no Brasil.

https://youtu.be/FEenq1Aj4LU

O especialista destacou que a área praticamente dobra de tamanho todo ano. “Isso muito por conta do aumento das tarifas de energia e da redução do custo da tecnologia, fazendo com que os sistemas sejam cada vez mais viáveis para o maior número de pessoas e empresas”.

Guilherme apontou que a energia solar tem se democratizado: “Mais de metade dos novos sistemas são investimentos de famílias de classe C e D”.

Entre os benefícios da energia solar, ele destacou que são sociais, econômicos e ambientais. “Redução do uso das termas elétricas, evitar investimento em novas linhas de transmissão e distribuição, redução das perdas, geração de emprego e renda”.

Responda rápido: quais aparelhos mais consomem energia dentro da sua casa? Talvez você tenha lembrado primeiramente do ar-condicionado e do chuveiro. Mas existem outros que impactam diretamente no consumo da sua fatura de energia. Nesse texto vamos mostrar como o uso de alguns aparelhos pode interferir no valor que você paga mensalmente!

1. Chuveiro elétrico

Campeão no quesito consumo de energia, o chuveiro elétrico representa em média de 25% a 35% no valor da conta. Simulando o uso diário de um chuveiro de 5.400 W (Watts) de potência por 20 minutos, por exemplo, o consumo é de 54 kWh, o equivalente a R$ 31,86 mensais.

2. Cooktop elétrico

Acredite, o cooktop é um dos aparelhos que consomem mais energia em casa. Segundo um levantamento de 2013 do Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor (Idec), esse tipo de fogão elétrico é um dos que lideram o consumo, juntamente com o chuveiro e a geladeira.

Estima-se que sejam gastos 68,55 kWh de energia por mês, considerando o uso de cada queimador por uma hora diariamente – o que representa no simulador um valor mensal de R$ 40,44.

3. Ar condicionado

Se você vive em uma cidade quente, sabe que já foi a época em que o ar condicionado era item de luxo. Mas esse aparelho acaba sendo um vilão!

Um aparelho de 12 mil BTUs, ligado durante 6 horas por dia, consome uma média de 151,20 kWh – o equivalente a R$ 104,32.

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4. Aparelhos em standy-by

Sabe aquele aparelho que está na tomada e tem uma luzinha pequena ligada? Na verdade, ele está no modo de espera, que impacta e muito no consumo de energia.

De acordo com uma pesquisa europeia, a média anual de consumo de dispositivos em stand-by em uma casa é de cerca de 305 kWh. Se levarmos em conta a tarifa de R$ 0,77 o kWh do simulador, podemos dizer que, por ano, você gasta R$ 234,85 – com aparelhos desligados no botão, mas não na tomada.

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Dentre os aparelhos que você precisa retirar da tomada estão:

Micro-ondas;

Cafeteira elétrica (ela consome 1W se estiver desligada, mas na tomada);

TV;

Carregadores de celular e notebook;

Telefones sem fio;

Notebooks ligados sem necessidade na energia.

Se somarmos o consumo aos altos encargos que são embutidos na conta, o susto pode ser grande no fim do mês.

A solução? Investir em um sistema de geração de energia solar. Com ela, você pode economizar mais de 90% no consumo mensal.

Se está interessado em saber o que a energia solar pode fazer pela sua casa, tire todas as suas dúvidas. Aproveite e faça uma SIMULAÇÃO sem compromisso.