Uma usina solar é, por natureza, um alvo: ocupa grandes áreas abertas, expõe estruturas metálicas elevadas e percorre quilômetros de cabos que captam surtos. Ao mesmo tempo, depende de eletrônica sensível — inversores e controladores — que um único surto pode danificar. Por isso, SPDA e proteção contra surtos não são acessórios: são parte essencial do projeto e do comissionamento da planta.
Este artigo, parte da série técnica sobre comissionamento de usinas solares, detalha o SPDA e a proteção contra surtos: por que a usina é vulnerável, como tratar a captação com distância de separação e equipotencialização, e como coordenar os DPS CC e CA.
Resumo técnico
A usina solar é vulnerável a raios e surtos por suas áreas expostas, estruturas elevadas, cabos de string que captam surtos induzidos e inversores sensíveis. O SPDA protege com captação nas mesas respeitando a distância de separação ou recorrendo à equipotencialização, com aterramento em malha. A proteção contra surtos se faz com DPS CC nas strings e na entrada do inversor (tipo específico para CC, nunca DPS CA no lado CC) e DPS CA na saída e no ponto de conexão, coordenados por estágios e com ligações curtas.
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1. Por que a usina é vulnerável
A própria geometria de uma usina solar a torna exposta a descargas atmosféricas e seus efeitos.
São grandes áreas expostas, em geral em campo aberto, o que aumenta a probabilidade de incidência direta de raios. As estruturas elevadas das mesas funcionam como pontos preferenciais de captação. Os cabos de string, longos e formando laços, captam surtos induzidos mesmo quando o raio cai a alguma distância. E, na ponta dessa cadeia, está o inversor, equipamento eletrônico sensível que um sobretensão transitória pode danificar. Essa combinação exige uma proteção coordenada, do SPDA aos DPS.
2. SPDA e distância de separação
O SPDA da usina prevê a captação sobre ou junto às mesas de módulos. Há duas estratégias: manter a distância de separação entre o sistema de captação e as partes metálicas e cabos da instalação — para que a corrente de descarga não salte para os condutores — ou, quando essa distância não é viável, adotar a equipotencialização, interligando intencionalmente as partes para que fiquem no mesmo potencial. Em ambos os casos, o aterramento é feito em malha, distribuindo a corrente de descarga e mantendo as tensões sob controle.
3. DPS CC e CA coordenados
A proteção contra surtos protege os pontos críticos da cadeia. No lado de corrente contínua, instalam-se DPS CC nas strings e na entrada do inversor — e aqui vale a regra inegociável: o DPS deve ser do tipo específico para CC, jamais um DPS de corrente alternada, porque a CC não tem passagem por zero e exige dispositivos projetados para extinguir a corrente subsequente. No lado CA, instalam-se DPS CA na saída do inversor e no ponto de conexão. Os dispositivos são coordenados por estágios e ligados com condutores curtos, pois conexões longas degradam a proteção.
Princípio orientador
Pense a proteção em camadas coordenadas: SPDA com distância de separação ou equipotencialização, aterramento em malha, DPS CC nas strings e na entrada do inversor e DPS CA na saída e no ponto de conexão. Mantenha as ligações dos DPS curtas — comprimento de cabo em excesso anula boa parte do benefício.
Aviso técnico
O lado CC opera com tensões perigosas e as strings podem estar energizadas sempre que há sol; a saída CA e o ponto de conexão envolvem tensões igualmente perigosas. A instalação e a verificação de SPDA e DPS devem ser executadas por profissional habilitado e autorizado, com treinamento de SEP, seguindo a NR-10. Nunca use DPS CA no lado CC.
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Como a Tecnvolt Engenharia executa esse serviço
A Tecnvolt Engenharia verifica e comissiona a proteção contra raios e surtos de usinas solares: SPDA com captação nas mesas, distância de separação ou equipotencialização e aterramento em malha, além dos DPS CC nas strings e na entrada do inversor (tipo específico para CC) e dos DPS CA na saída e no ponto de conexão, coordenados por estágios e com ligações curtas — tudo consolidado em dossiê de comissionamento com ART. Atuamos em campo na região Nordeste, em usinas e geração distribuída.
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Perguntas frequentes
Por que usinas solares são vulneráveis a raios?
Porque ocupam grandes áreas expostas em campo aberto, têm estruturas metálicas elevadas que atraem descargas, cabos de string longos que captam surtos induzidos e inversores eletrônicos sensíveis a sobretensões transitórias.
Posso usar DPS comum no lado CC?
Não. O lado CC exige DPS do tipo específico para corrente contínua. Um DPS de corrente alternada não foi projetado para extinguir a corrente subsequente em CC e seu uso indevido cria risco real de falha.
Onde instalar DPS na usina?
DPS CC nas strings e na entrada do inversor; DPS CA na saída do inversor e no ponto de conexão. Os dispositivos são coordenados por estágios e ligados com condutores curtos para preservar a proteção.
Preciso de SPDA isolado nas mesas?
Depende da viabilidade da distância de separação. Quando ela pode ser mantida, adota-se captação isolada; quando não é viável, recorre-se à equipotencialização. A escolha decorre do projeto de SPDA da usina.
Referências técnicas
- ABNT NBR 5419 / IEC 62305 — Proteção contra descargas atmosféricas.
- ABNT NBR 16690 — Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos.
- IEC / ABNT IEC 61643 — Dispositivos de proteção contra surtos (DPS).
- NR-10 — Segurança em instalações e serviços em eletricidade (e SEP).
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