Aterrar um sistema elétrico significa conectar um dos fios (o fio-terra) com a terra. Assim, caso aconteça alguma sobrecarga ou fuga de energia, o excesso será descarregado na terra, evitando acidentes elétricos. Assim, o aterramento do sistema fotovoltaico é uma medida de segurança essencial.
Além de proteger equipamentos e pessoas, ele assegura o bom funcionamento dos aparelhos conectados. Sem o aterramento elétrico feito da forma correta, até os painéis fotovoltaicos correm risco.
Os aterramentos dos sistemas fotovoltaicos exigem os mesmos requisitos de uma instalação elétrica de uma unidade consumidora comum, de acordo com a regulamentação que trata especificamente de sistemas fotovoltaicos. Mas existem detalhes que precisam de atenção e não devem ser negligenciados.
Neste artigo, vamos explicar a importância do aterramento em um sistema fotovoltaico nos seguintes tópicos:
- Por que o aterramento é essencial para o sistema fotovoltaico?
- Quando é preciso fazer o aterramento de um sistema fotovoltaico?
- Qual a importância do aterramento do sistema fotovoltaico?
- Como fazer o aterramento de um sistema fotovoltaico?
Aqui você encontra tudo o que precisa saber sobre o assunto. Boa leitura!
Por que o aterramento é essencial para o sistema fotovoltaico?
Além de ser um requisito de segurança básico que pode prevenir acidentes perigosos, o aterramento também garante o bom funcionamento dos equipamentos conectados.
O aterramento ameniza instabilidades ao garantir que a diferença de potencial entre a terra e os equipamentos elétricos e eletrônicos seja 0. Com isso, eles sempre operam em condições ideais, o que reduz desgastes, ampliando sua durabilidade. Pelo mesmo motivo, a eficiência do equipamento conectado também será maior.
Um sistema elétrico pode operar sem o aterramento. No entanto, caso aconteça algum acidente elétrico, como um curto-circuito, os danos provavelmente serão maiores sem um aterramento adequado.
Em um sistema fotovoltaico de geração local, o aterramento se torna ainda mais valioso porque protege também os equipamentos como painéis e especialmente os inversores. Estes convertem a energia gerada de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), permitindo que ela seja utilizada normalmente pelos dispositivos elétricos e eletrônicos da unidade consumidora — casa, comércio ou indústria.
Os inversores são como o coração de um sistema fotovoltaico. Quando operam em condições não-ideais reduzem o volume de energia efetivamente gerado e prejudicam a estabilidade da rede.
Além disso, o inversor é o equipamento mais caro do sistema: trocar algum danificado certamente fica bem mais caro que prevenir esses problemas um simples aterramento.
O aterramento em uma instalação fotovoltaica não é um excesso de zelo. Não existe vantagem alguma em negligenciar o sistema e, por mais que tudo “funcione” sem o aterramento, os riscos de segurança e prejuízos não valem a pena.
Quando é preciso fazer o aterramento de um sistema fotovoltaico?
O aterramento sempre precisa fazer parte da instalação de um sistema fotovoltaico, levando-se em consideração o porte do sistema fotovoltaico e infra estrutural elétrica do lugar.
Em novas instalações elétricas, o desafio é mais simples. Como tudo será feito do zero, basta seguir as melhores práticas e normas para o aterramento. Ainda neste artigo, vamos falar mais sobre elas.
Por outro lado, quando é preciso lidar com instalações elétricas existentes no local, a situação é um pouco diferente. Apesar de hoje o aterramento ser obrigatório, ainda existem lugares com instalações antigas que não contam com nenhum tipo de infraestrutura para o aterramento. Infelizmente, existem também instalações com um trabalho que precisa ser refeito.
Outro fator que pode gerar confusão é sobre o aterramento do SPDA, o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas, conhecido popularmente como pára-raios. A instalação do SPDA, regulada pela NBR 5419, também prevê o aterramento, mas isso não quer dizer que ele possa ser reaproveitado para o sistema fotovoltaico.
Para fazer esse aproveitamento, é preciso considerar fatores como a equipotencialização de ambos sistemas e avaliar os requisitos na NBR 16690. Em muitos casos, o mais seguro é fazer outro aterramento, especialmente quando existirem irregularidades no aterramento do SPDA, como as usuais complicações na hora de realizar o anel de aterramento.
A recomendação para instaladores de sistemas fotovoltaicos é sempre vistoriar cuidadosamente o aterramento presente, utilizando um terrômetro para medir a impedância do aterramento, que deve ser o mais próximo de zero possível, no mínimo abaixo de 5 Ω, ou 10 Ω no caso de algumas instalações industriais. Se não existe aterramento ou se o que está ali não é satisfatório, é melhor fazer um novo do que correr riscos.
Qual a importância do aterramento do sistema fotovoltaico?
O aterramento do sistema fotovoltaico é ainda mais importante do que o de uma instalação elétrica comum. Como os equipamentos do sistema fotovoltaico usualmente são diretamente conectados aos circuitos elétricos de uma unidade consumidora, os cuidados precisam ser redobrados para evitar acidentes e falhas de funcionamento.
Essa importância aumenta ainda mais em sistemas conectados à rede de uma concessionária, já que a ligação externa acaba sendo porta de entrada para instabilidades e até raios que tenham atingido a rede próxima.
A importância do aterramento pode ser dividida em três funções: proteção de pessoas e equipamentos; melhoria operacional de dispositivos de segurança e outros aparelhos e, por fim, descarregamento de eletricidade estática da carcaça de equipamentos. Vale a pena detalhar cada uma delas.
Proteção de pessoas e equipamentos
Quando existe uma diferença de potencial elétrico entre uma pessoa e, por exemplo, um equipamento que ela toca, ela será condutora de uma carga de eletricidade.Em termos práticos, isso significa que ela tomará um choque.
Em baixa tensão, como é o caso dos circuitos de uma casa, os danos de choques elétricos são menores, mas ainda assim podem causar ferimentos gravíssimos e morte.
Da mesma forma, se um aparelho ou cabo com diferença de potencial toca em um dispositivo com fuga de energia, esse dispositivo pode ser danificado, ainda mais se tem componentes eletrônicos mais sensíveis, como telefones celulares.
O aterramento faz com que o sistema esteja com o potencial elétrico próximo ao da terra e, com isso, protege pessoas e aparelhos. Ele nunca deve ser o único método de segurança no sistema elétrico local, mas faz parte do conjunto de dispositivos que englobam disjuntores, disjuntor diferencial, fusíveis e outros.
Apesar de não substituir o SPDA, o aterramento exerce também um papel importante na proteção de raios, já que a corrente elétrica terá um caminho alternativo para chegar na terra, mitigando as chances de choques.
Melhoria do funcionamento de aparelhos elétricos e eletrônicos
O aterramento ajuda na normalização dos circuitos elétricos e impede que correntes de fuga e alguns tipos de oscilações ambientais prejudiquem a alimentação de dispositivos e equipamentos na rede.
Equipamentos elétricos e eletrônicos são construídos para operar em determinados parâmetros elétricos de tensão, resistência e intensidade. Quando funcionam em uma rede elétrica com muitas oscilações nesses valores, tendem a falhar mais vezes, estragar mais rápido e entregar um desempenho inferior.
Descarregamento de eletricidade estática em carcaças
O simples atrito de uso e limpeza de equipamentos pode gerar cargas eletrostáticas que ficam acumuladas nas carcaças desses aparelhos. Com o aterramento, essa energia, que poderia ser perigosa para pessoas e danificar circuitos, é desviada para a terra.
Quando existe uma carga eletrostática relevante em um aparelho que não está aterrado, o toque em partes metálicas que estão conduzindo energia pode causar choques, já que o corpo humano se torna um condutor para que essa eletricidade chegue a terra.
Como fazer o aterramento de um sistema fotovoltaico?
O sistema de aterramento residencial, comercial ou industrial pode ser feito de diversas formas. As características do local e as demandas da unidade consumidora podem direcionar o trabalho para uma linha técnica específica. Mas é normal que o eletricista e o instalador tenham algumas opções, como fazer aterramento com haste de cobre ou utilizar a armadura da edificação.
Quando existe um sistema fotovoltaico, essas opções se afunilam um pouco, já que existem necessidades específicas que precisam ser cumpridas para proteger os equipamentos de geração de energia solar, além de particularidades da mini ou microgeração.
A recomendação é conhecer bem as normas técnicas da ABNT que tratam sobre o tema: NBR 5410, sobre aterramento em geral; NBR 16690, sobre sistemas fotovoltaicos; e outras como a NBR 16274, NBR 16612 e NBR 5419, caso sejam necessárias. E, claro, é preciso conhecer as regras da concessionária local.
Na NBR 5410 existem sete tipos de esquema para o aterramento. Em sistemas fotovoltaicos, é preciso utilizar um dos subtipos do esquema TN, em que o neutro é aterrado:
- TN-C, em que as massas (equipamentos e circuitos) se conectam ao aterramento pelo neutro, que também é o condutor de proteção;
- TN-S, em que um condutor de proteção independente do neutro conecta o aterramento às massas;
- TN-C-S, em que o neutro e o condutor de proteção são combinados em um único condutor na instalação, que é aterrado.
A partir da definição do esquema de aterramento, é preciso também selecionar os componentes do sistema, como condutores de aterramento, condutor de equipotencialização, eletrodos de aterramento e barramento de equipotencialização.
Tanto a parte de geração (o arranjo fotovoltaico) como a de condicionamento de potência (inversores e controladores de carga) de um sistema fotovoltaico são consideradas massas de um sistema de aterramento. Cada uma delas deve ser conectada a um condutor de proteção que, por sua vez, se conectam ao barramento de proteção.
O conhecimento em elétrica é amplo e nem todo técnico domina os detalhes da instalação e a importância do aterramento de um sistema fotovoltaico. Por isso, é fundamental contar com uma equipe de confiança e especialistas da área na hora de investir em energia solar.
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