Nova Geração de AFCI

Author: GoodWe Brazil

2024-10-29 14:42

 

O inversor é um dispositivo essencial para a conversão CC/CA, proteção e monitoramento da rede elétrica em sistemas de geração de energia fotovoltaica. No entanto, possíveis arcos elétricos em corrente contínua (CC) podem causar danos aos componentes e representar um risco de incêndio. Este artigo apresenta uma solução de proteção baseada em testes de laboratório que monitoram e analisam arcos elétricos em CC para proteger o inversor e o sistema fotovoltaico como um todo. Os resultados dos testes mostram que essa solução pode melhorar efetivamente a confiabilidade e a segurança do inversor, evitando danos aos equipamentos do sistema, à propriedade local e, principalmente, prevenir acidentes causados por arcos elétricos em CC e salvar vidas

 

01. CONTEXTO

De acordo com os dados mais atuais, a capacidade fotovoltaica instalada globalmente foi de aproximadamente 240 GW em 2022, com uma capacidade instalada acumulada de 1,2 TW em todo o mundo. Como um dos dispositivos centrais no sistema fotovoltaico, os inversores estão passando por constantes atualizações tecnológicas e inovações com o contínuo amadurecimento e desenvolvimento do mercado fotovoltaico. O aumento da confiabilidade dos inversores é uma tendência importante no desenvolvimento da tecnologia de conversão e tem um impacto crucial na geração de energia e segurança de sistemas fotovoltaicos.

 

Durante a operação do sistema fotovoltaico, o arco elétrico CC representa um sério risco à segurança da usina e tem recebido uma atenção crescente em aplicações práticas. As estatísticas mostram que a maioria dos incidentes de incêndio em usinas fotovoltaicas são causados por arcos elétricos CC. 

 

Na grande parte dos casos de acidentes com incêndios em instalações fotovoltaicas, o superaquecimento, o arco CC e falhas elétricas são as principais causas. Isso demonstra ainda mais a importância de fortalecer o monitoramento de segurança e a proteção contra arcos CC no sistema fotovoltaico. 

 

Atualmente, não há uma solução unificada ou política regulatória internacional para a regulamentação e formulação de padrões para testes de falha de arco CC em sistemas fotovoltaicos. Os Estados Unidos foram o primeiro país a começar a pesquisar e desenvolver padrões para problemas de incêndio em sistemas fotovoltaicos. A UL (Underwriters Laboratories) emitiu o padrão UL Outline pela primeira vez em 2011 e o atualizou várias vezes. A versão mais recente é a UL 1699B-2018. Esta norma especifica os requisitos de teste e indicadores de desempenho para dispositivos de proteção contra falhas de arco (AFCI) em sistemas fotovoltaicos. A edição de 2017 do National Electrical Code (NEC) introduziu pela primeira vez os requisitos para AFCIs, estipulando que dispositivos AFCI em conformidade com o padrão UL 1699B devem ser instalados em circuitos de CC de sistemas fotovoltaicos. Além disso, as especificações de instalação de sistemas fotovoltaicos em vários países europeus têm aumentado gradualmente os requisitos para a introdução de AFCIs com base na norma IEC 63027. Com a crescente ênfase na segurança operacional de usinas fotovoltaicas, a tecnologia de teste e proteção contra falhas de arco CC em sistemas fotovoltaicos tornou-se um problema urgente a ser resolvido.

 

Portanto, desenvolver uma solução eficaz de teste de falha de arco em CC para avaliar e desenvolver inversores, visando melhorar a confiabilidade e segurança de sistemas fotovoltaicos, tornou-se um dos campos de pesquisa mais relevantes, atualmente, no setor.

 

02.ANÁLISE TEÓRICA 

2.1 Formação de Arcos Elétricos

O arco elétrico refere-se a um fenômeno luminescente produzido pela descarga do ar ionizado ao romper a rigidez dielétrica entre dois condutores com diferença de potencial, quando a distância entre eles é relativamente pequena. Quando a corrente fornecida pelo sistema fotovoltaico é interrompida, como por exemplo em um sistema de chaveamento, a alta tensão entre os condutores irá produzir um arco elétrico com capacidade de emitir um calor intenso e atingir temperaturas elevadas.

 

Embora os condutores estejam desconectados nesse ponto, a corrente continuará a fluir através do arco elétrico entre eles. Devido à característica de corrente constante no lado CC, é difícil extinguir o arco elétrico após a sua formação. O arco elétrico só desaparecerá quando a distância entre os condutores for suficientemente longa ou quando o fluxo de corrente pelo circuito for interrompido. Uma maneira eficaz de extinguir arcos CC em sistemas fotovoltaicos é, justamente, interrompendo o fluxo de corrente pelo circuito.

 

Para mais detalhes, por favor baixe o arquivo abaixo. 

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