Autor: Solis22 de dezembro de 2021dezembro 28th, 2021Artigos técnicos
Condições agressivas como a névoa salina podem impactar a confiabilidade e a longevidade do sistema fotovoltaico. Foto: Solis/Reprodução
O ambiente de trabalho de uma planta fotovoltaica é relativamente complexo e sujeito a condições extremas como temperatura alta ou baixa, umidade, névoa salina e areia pesada, entre outras coisas. Essas condições agressivas podem impactar a confiabilidade e a longevidade do sistema fotovoltaico.
Cada vez mais plantas fotovoltaicas estão sendo construídas na água, no deserto e em áreas costeiras, locais em que as condições de operação são mais agressivas do que em outros lugares.
Depois de 2 ou 3 anos da construção e do início da operação da usina solar, ambientes extremos, como estes citados, podem ter consequências graves nos equipamentos que compõem os sistemas fotovoltaicos como quadros elétricos, string boxes, estruturas de fixação e inversores.
Este artigo realiza uma análise do impacto da névoa salina e de ambientes de alta umidade na operação de plantas solares e destaca algumas soluções.
Impacto da névoa salina e do ambiente de alta umidade
A névoa salina contém uma grande quantidade de íons de cloreto, que podem facilmente penetrar na camada protetora de uma superfície de metal e causar uma reação eletroquímica com o metal de contato, causando a falha do produto.
As plantas solares construídas ao longo da costa são suscetíveis aos efeitos da alta salinidade e da umidade do ar.
As partículas externas de névoa salina e o ar úmido afetam os componentes, cabos (especialmente cabos de aterramento), suportes de metal, inversores e quadros elétricos.
Além disso, ambientes de alta temperatura e alta umidade também afetam os sistemas fotovoltaicos nos seguintes aspectos:
Em ambientes com grandes diferenças de temperatura, como praias, montanhas e outras áreas, o vapor de água evapora e condensa.
Em locais com alta umidade ambiental, como áreas de lagos, áreas costeiras etc, o ar ao redor é úmido e é fácil causar condensação no interior do equipamento. Isso causa umidade interna e pode levar a incêndios devido à baixa isolação elétrica.
Os condutores expostos são facilmente corroídos em um ambiente com alto teor de sal e umidade, o que aumenta a impedância e leva à ocorrência de maus contatos.
Conectores elétricos corroídos pelo efeito da salinidade e da alta umidade. Foto: Solis/Reprodução
Estruturas metálicas e módulos fotovoltaicos corroídos. Foto: Solis/Reprodução
Se a névoa de sal e o vapor de água penetrarem nos quadros elétricos ou inversores, o acúmulo de longo prazo irá corroer a estrutura interna dos equipamentos e causar danos aos componentes.
Placa de circuito impresso de um inversor corroída. Foto: Solis/Reprodução
Cabo de aterramento e barra de terminais de um quadro elétrico corroídos. Foto: Solis/Reprodução
Prevenção da corrosão de materiais e equipamentos
A seleção dos componentes deve levar em consideração sua capacidade de proteção
O equipamento escolhido deve ter níveis rígidos de proteção anti-corrosão. Equipamentos como inversores e caixas de distribuição usados em áreas com alta salinidade ou alta umidade precisam ter níveis de proteção e projetos anticorrosivos mais altos do que em outras áreas.
Recomenda-se usar inversores e caixas com proteção IP65 ou superior. Esse nível de proteção permite prevenir eficazmente a entrada da umidade externa.
Os quadros elétricos devem ter caixa galvanizada, coberta com tinta anticorrosiva e completamente hermética.
Além disso, a placa de circuito impresso do inversor e os componentes eletrônicos precisam ter um revestimento de filme, cola ou tinta protetora para proteger contra umidade, névoa salina e mofo.
Acima: elementos corroídos em uma placa de circuito impresso desprotegida. Abaixo: Componentes preservados em uma placa protegida com uma película protetora. Foto: Solis/Reprodução
O inversor precisa passar por testes de temperatura e umidade e testes de resistência à corrosão. Deve-se exigir do fabricante informações relacionadas aos testes pelos quais o equipamento passou e às certificações que ele possui.
Os inversores da Solis, por exemplo, passam por testes cíclicos de alta temperatura e alta umidade. Os testes são realizados inicialmente em temperatura ambiente (25 ºC) e umidade de 62%. Em seguida o equipamento passa por um teste de operação de 1000 horas com temperatura de 85 ºC e umidade de 85%. O equipamento testado deve funcionar corretamente após a realização dos testes.
Inversores submetidos ao teste de temperatura e umidade em uma câmara climática. Foto: Solis/Reprodução
É também necessário prestar atenção à qualidade de produtos como cabos, estruturas metálicas e string boxes. Escolha componentes fotovoltaicos, equipamentos e estruturas metálicas que possuam tratamentos anticorrosivos.
Deve-se também ter alguns cuidados especiais com o modo de instalação. As partes metálicas dos cabos não devem ser expostas ao ar. Os terminais elétricos devem ser blindados e ajustados para evitar o contato com a superfície metálica.
Tratamento de proteção durante a instalação e construção
Os cabos CA, CC e de aterramento precisam ser colocados em eletrodutos de PVC ou enterrados no solo para proteção e evitar os efeitos da abrasão e da névoa salina.
Os cabos elétricos, sempre que possível, devem ser alojados em eletrodutos ou enterrados. Foto: Solis/Reprodução
As estruturas metálicas e os cabos de aterramento devem ser pintados com tinta anticorrosiva ou devem receber tratamento galvanizado.
Esses elementos devem ser inspecionados e receber manutenção em intervalos regulares. Pontos de corrosão, quando identificados, devem ser eliminados para evitar a deterioração dos elementos por período prolongado.
Atenção especial deve ser dada ao uso de parafusos de alumínio e zinco (Al/Zn) em contato com peças de aço, para evitar corrosão eletroquímica pelo contato de metais diferentes.
Juntas de plástico podem ser adicionadas para isolar os dois metais e prevenir a corrosão por contato.
Para os quadros elétricos (CA ou string box CC) recomenda-se usar manta ou espuma isolante não inflamável para melhorar a proteção e evitar a entrada de vapor de água.
Quadros elétricos devem ter aberturas vedadas. Foto: Solis/Reprodução
Ambientes com névoa salina e alta umidade podem causar grandes problemas de corrosão e afetar seriamente a segurança e a durabilidade de plantas fotovoltaicas.
Nesses ambientes, atenção especial deve ser dada à seleção de equipamentos, à construção, à operação e à manutenção para melhorar a estabilidade operacional, reduzir falhas e prolongar a vida útil.