Corrente Reversa

ENGENHARIA de PROJETOS • ago 27, 2020

Olá!

A corrente reversa em módulos fotovoltaicos acontece em condições de sombreamento, curto-circuito de módulos e células, strings de tamanhos diferentes em paralelo e duplo contato à terra de condutores.

 

Em modo normal de operação as strings geram energia e o fluxo de corrente é o contrário do indicado na figura. Quando ocorre um curto-circuito em uma das strings ou existe uma diferença de tensão significativa entre uma string e as demais por exemplo, ela começa a ser vista como carga e o fluxo de corrente se inverte. Note que se houvesse somente duas strings em paralelo a corrente não seria suficiente para danificar a string com defeito, pois a corrente circulante dessa malha seria menor que a corrente reversa suportada pelos módulos. Porém, se você colocar 3 ou mais strings em paralelo note que a corrente em cima da string defeituosa é a somatória das demais strings, fazendo com que essa corrente seja maior que a corrente reversa máxima permitida pelos módulos. Por essa razão é obrigatório o uso de fusíveis de strings em sistemas com mais de duas strings paraleladas. Observe também que alguns inversores que já têm suas proteções incorporadas e que não permitem paralelar mais de 3 strings não utilizam fusíveis em suas topologias, pois não teriam serventia, adotando então somente os DPS e chave seccionadora.

Três soluções podem ser adotadas para se evitar corrente reversa: uso de diodo de bloqueio em série com as strings, dimensionamento correto do sistema como um todo (cabos, módulos, inversores e conectores) para suportar essa corrente e fusíveis de string.

Os diodos de bloqueio em série com as strings não são indicados pelo fato de sempre estarem polarizados diretamente e, portanto, gerando perdas ao sistema. Já os fusíveis de string são aqueles que vem nas strings box DC, porém vale um comentário: estudos tem colocado em dúvida a atuação efetiva desses fusíveis na proteção desses sistemas fotovoltaicos, além de que se eles não forem trocados podem representar perdas aos sistemas na ordem de 38% ao longo de 25 anos.

Sobre corrente reversa ocasionada por sombreamento vale ressaltar que em nenhum caso, tanto para sistemas pequenos quanto para sistemas grandes, ouve uma corrente reversa significativa capaz de destruir o sistema e, portanto, pode ser desconsiderada. Como boas práticas e afim de se evitar problemas técnicos, não devemos colocar strings em paralelo de tamanhos diferentes na mesma entrada do inversor ou MPPT por razões já explicadas. Da mesma forma, também não é recomendado colocar painéis com características diferentes na mesma string tais como tensões, correntes, eficiências, tecnologias de fabricação e potências para se evitar perda de performance ou problemas técnicos.

 

Até breve!
Marcus Hagge
CEO e fundador
ENGENHARIA de PROJETOS

REFERÊNCIAS CONSULTADAS:

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https://www.sma-italia.com/fileadmin/content/global/Solutions/Documents/Medium_Power_Solutions/Rueckstrom-UEN083010.pdf

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http://files.sma.de/dl/7418/StringsicherungenSMC-UEN123621.pdf

SMA SOLAR TECHNOLOGY. PID – The Problem and How to Solve It: module regeneration with the PV offset box. Disponível em: http://files.sma.de/dl/7418/PID-PVOBox-TI-en-10.pdf

SMA SOLAR TECHNOLOGY. Potencial Induced Degradation (PID). Disponível em: http://files.sma.de/dl/7418/PID-TI-UEN113410.pdf

SMA SOLAR TECHNOLOGY. Tecnologia de Módulos: os inversores da SMA oferecem a solução adequada para qualquer módulo. Disponível em: http://files.sma.de/dl/7418/Duennschicht-TI-UPT114630.pdf

J. Berghold, O. Frank, H. Hoehne, S. Pingel, B. Richardson, M. Winkler. Potencial Induced Degradation of Solar Cells and Panels. Disponível em: https://www.solon.com/export/sites/default/solonse.com/_downloads/global/presse/solon-fronius-valencia-PID.pdf

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http://www.dee.ufc.br/anexos/TCCs/2014.1/H%C3%89LIO%20DELGADO%20ASSUN%C3%87%C3%83O.pdf

PRADO, Daniel Augusto. Fabricação e Caracterização de uma Célula Solar à Partir do Polímero POLI (N-VINILCARBAZOL) PVK DOPADO Com Perclorato de Lítio. 2008. Dissertação (Mestrado em Microeletrônica) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008. Disponível em:
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-25092008-115103/publico/Dissertacao_Mestrado_USP_Daniel_Augusto_Prado_rev_1.pdf

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