String box e proteção CC: fusível, chave seccionadora e DPS
A string box reúne as proteções do lado de corrente contínua, entre os módulos e o inversor: a chave seccionadora CC, o DPS CC e, quando há strings em paralelo, os fusíveis gPV. Muitos inversores já trazem parte delas. Veja quando cada uma é necessária e como o Fase Delta a dimensiona, com um exemplo calculado pelo próprio módulo.
O módulo de energia solar do Fase Delta dimensiona a microgeração conectada à rede, com a conta de cada número. Beta Em Beta: já dá para usar, e ainda vai mudar com o que os projetistas nos contarem.
O que vai na string box
O lado CC de um sistema fotovoltaico não desliga quando a rede cai: enquanto houver luz, os módulos mantêm tensão na string. Por isso as proteções desse lado são dispositivos próprios para corrente contínua, com a tensão nominal acima da maior tensão que a string alcança, a de circuito aberto no frio.
- Chave seccionadora CC: isola o inversor do arranjo para manutenção, com carga.
- DPS CC: limita as sobretensões induzidas por descargas atmosféricas no cabo da string.
- Fusíveis gPV: protegem uma string em falta da corrente reversa que as outras strings em paralelo injetam nela.
Disjuntor de corrente alternada não serve no lado CC: o arco em corrente contínua não tem passagem por zero para se apagar. Use dispositivos especificados para CC e para a tensão da string.
Quando cada proteção é necessária
É a regra que o Fase Delta aplica a cada MPPT, a partir da ficha do módulo e do inversor.
| Proteção | Quando entra | Dimensionamento |
|---|---|---|
| Fusível gPV | Com três ou mais strings em paralelo no mesmo MPPT, ou com duas quando a corrente reversa passa do fusível máximo em série do módulo; e o inversor não tem fusível de string | 1,5 · Isc ≤ In ≤ min(2,4 · Isc, fusível máximo do módulo); tensão ≥ Voc,max |
| Chave seccionadora CC | Quando o inversor não tem chave CC integrada | Ue ≥ Voc,max; Ie ≥ 1,25 · Isc · Np |
| DPS CC | Quando o inversor não tem DPS CC integrado | Ucpv ≥ max(1,2 · Ns · Voc,STC, Voc,max); nas duas pontas com cabo acima de 10 m; classe I+II quando a edificação tem SPDA |
Os fatores (1,25; 1,5 a 2,4; 1,2; 10 m) são os da prática corrente para a NBR 16690 e a IEC 62548, segundo fontes secundárias. O item de cada regra ainda não foi conferido no texto da norma: o Fase Delta cita a NBR 16690 sem número de item, e cada conta diz isso.
| Strings no MPPT | Fusível gPV |
|---|---|
| 1 | Não é necessário |
| 2 | Não é necessário |
| 3 | 25 A, 6 unidades |
Com uma ou duas strings, a corrente reversa não passa do que o módulo suporta.
Um exemplo calculado
3 strings de 15 módulos de 550 W no mesmo MPPT (Voc de 49,9 V, Isc de 13,9 A), num inversor sem proteções CC integradas, com 15 m de cabo, mínima de 0 °C e sem SPDA. As contas são as do Fase Delta, como o projeto as mostra.
1.5 · Isc ≤ In ≤ min(2.4 · Isc, fusível máx. do módulo)20,9 A ≤ 25 A ≤ 25,0 A; tensão ≥ 797,2 V → 1000 VFonte: ABNT NBR 16690:2019 (o número do item não foi conferido no texto da norma)Ue ≥ Voc,max; Ie ≥ 1,25 · Isc · NpUe ≥ 797,2 V → 1000 V; Ie ≥ 52,1 AFonte: ABNT NBR 16690:2019. Disjuntor de uso em corrente alternada não serve em CC (o número do item não foi conferido no texto da norma)Ucpv ≥ max(1.2 · Ns · Voc,STC, Voc,max)= max(1.2 · 15 · 49,90, 797,2) = 898,2 V; cabo de 15 m: nas duas pontasFonte: ABNT NBR 16690:2019 (o número do item não foi conferido no texto da norma)Por que este arranjo precisa de string box: 3 strings em paralelo no mesmo MPPT: corrente reversa de 34,8 A > 25,0 A do módulo; o inversor não tem chave CC integrada; o inversor não tem DPS CC integrado.
Aterramento das estruturas
As molduras dos módulos e as estruturas metálicas são ligadas ao barramento de equipotencialização. O Fase Delta usa 6 mm² de cobre, ou 16 mm² quando a edificação tem SPDA, como prática corrente (item da NBR 16690 não conferido). Com SPDA, confira também a distância de segurança entre o arranjo e os captores pela NBR 5419-3.
Perguntas frequentes
Todo sistema fotovoltaico precisa de string box?
Não. Quando o inversor já tem chave seccionadora e DPS no lado CC, e cada MPPT recebe uma ou duas strings sem passar da corrente reversa do módulo, não sobra proteção CC para uma caixa externa. O Fase Delta lê as proteções integradas na ficha do inversor e só pede a string box quando falta alguma.
Posso usar disjuntor comum no lado CC?
Não. O disjuntor de corrente alternada não interrompe o arco em corrente contínua. A chave e os fusíveis do lado CC precisam ser especificados para corrente contínua e para a tensão de circuito aberto da string no frio.
Qual fusível usar na string?
Fusível gPV com corrente nominal entre 1,5 e 2,4 vezes a Isc do módulo, sem passar do fusível máximo em série da ficha, e tensão acima da Voc da string no frio. É a prática corrente para a NBR 16690; o item da norma não foi conferido nesta versão.
Quando o DPS CC vai nas duas pontas do cabo?
O Fase Delta põe DPS junto aos módulos e junto ao inversor quando o cabo CC passa de 10 m. É a prática corrente; o comprimento exato da norma não foi conferido nesta versão.
As proteções do seu arranjo, dimensionadas
Na fase Instalação, o projeto solar do Fase Delta dimensiona os cabos CC e CA, os fusíveis, a chave, os DPS e o aterramento a partir das fichas do módulo e do inversor, com a conta de cada um.