A capacidade fotovoltaica global já ultrapassa 1.500 GW, com uma taxa de crescimento anual superior a 200 GW. Da Europa à África, passando pela América do Sul e pelo Oriente Médio, as instalações solares estão se multiplicando em um ritmo sem precedentes. No entanto, um grande risco é frequentemente subestimado: os raios. De fato, uma única descarga indireta pode destruir inversores, danificar módulos e interromper a produção por várias semanas.
Portanto, antes de investir em um sistema fotovoltaico, é essencial compreender e dimensionar corretamente a proteção contra raios. Este guia apresenta toda a estrutura regulatória e os equipamentos necessários de acordo com a norma internacional IEC 62305.
Por que as instalações fotovoltaicas são particularmente vulneráveis
As instalações fotovoltaicas combinam diversos fatores de exposição a raios que os edifícios convencionais não apresentam:
- Posição elevada: telhados, pérgolas ou rastreadores de solo expõem os painéis como alvos potenciais.
- Grandes superfícies metálicas condutoras: os conjuntos de módulos formam verdadeiras antenas que captam e propagam sobretensões induzidas.
- Fiação de corrente contínua de alta tensão: as tensões de corrente contínua podem exceder 1000 V — qualquer sobretensão transitória se propaga diretamente para os inversores.
- Equipamentos eletrônicos caros: inversores, otimizadores e microinversores são extremamente sensíveis a pulsos eletromagnéticos provenientes de descargas atmosféricas indiretas.
Portanto, mesmo um impacto a várias centenas de metros de distância pode gerar sobretensões destrutivas nos cabos CC e CA da instalação.
Quadro normativo internacional: IEC 62305
Nos países que aplicam a IEC 62305 (transposta para NF EN 62305 na Europa), a proteção de instalações fotovoltaicas segue uma estrutura metodológica em 4 etapas:
IEC 62305-2: Análise de risco
Toda decisão de proteção começa com uma análise de risco de raios. Essa análise leva em consideração:
- Densidade de raios no solo Ng no local (expressa em impactos/km²/ano, de acordo com IEC 62305-2 e FD C 17-108)
- As dimensões da estrutura e dos painéis
- O valor dos equipamentos e as consequências de um desastre
- Prejuízos operacionais relacionados à paralisação da produção
Se o risco calculado exceder o limite de tolerância definido pela norma, as medidas de proteção tornam-se obrigatórias.
IEC 62305-3 Anexo D: Proteção externa de instalações fotovoltaicas
O Anexo D da norma IEC 62305-3 trata especificamente de instalações fotovoltaicas. Em particular, especifica as distâncias de separação a serem observadas entre os condutores de descida e os cabos CC — um ponto crítico frequentemente negligenciado em obras de construção.
IEC 62305-4: Proteção interna contra sobretensão
A Parte 4 da norma define os requisitos para descarregador sobretensões (DPS) para proteger equipamentos contra descargas atmosféricas indiretas. No entanto, essas proteções não substituem a proteção externa; elas a complementam.
Proteção externa: o para-raios para instalações fotovoltaicas
O objetivo da proteção externa é interceptar o arco elétrico do raio e desviar a corrente para o solo sem danificar as instalações.
Para-raios de emissão antecipada de streamers ( PDI ): a solução preferida
Para telhados equipados com painéis solares, o PDI/ESE costuma ser a solução mais adequada porque:
- Seu amplo raio de proteção permite cobrir toda uma área fotovoltaica a partir de um único mastro.
- Sua instalação fora da tela preserva a acessibilidade e a estética dos painéis
- Pode incorporar um contador de raios para verificação regulamentar anual.
LPS France oferece as Paraton@ir e Ellips — PDI sistema de supervisão remota Contact@ir.
Distâncias de separação: um ponto crítico
Os condutores de descida do para-raios não devem ser paralelos aos cabos de corrente contínua. Na prática, isolamento ou roteamento separados são frequentemente necessários, dependendo do Nível de Proteção contra Raios (NPF I a IV) determinado pela avaliação de risco.
Proteção interna: os descarregador sobretensões essenciais
Mesmo com um para-raios, a proteção interna por meio de descarregador sobretensões continua sendo obrigatória. Descargas atmosféricas indiretas geram sobretensões transitórias que se propagam pelas redes elétricas e de comunicação.
Pontos a equipar prioritariamente
- Lado CC: descarregador sobretensõesna caixa de junção e nas entradas do inversor (Tipo 2 mínimo; Tipo 1+2 na presença de um para-raios)
- Lado CA: descarregador sobretensõesna saída do inversor e no painel geral de baixa tensão (TGBT)
- Redes de comunicação: descarregador sobretensõesem links de monitoramento (RS485, Ethernet)
Além disso, a coordenação entre os níveis de proteção (Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3) é obrigatória de acordo com a norma IEC 62305-4 para garantir a eficácia de todo o sistema.
Ligação à terra : a base de toda proteção fotovoltaica contra raios
A qualidade do sistema de aterramento determina a eficácia de todo o sistema. Para uma instalação fotovoltaica, três requisitos são essenciais:
- Uma resistência de aterramento inferior a 10 Ω (inferior a 1 Ω para locais ICPE classificados)
- O chassi dos módulos e as estruturas metálicas devem ser conectados por um sistema de ligação equipotencial
- As ligações de aterramento do para-raios e da instalação elétrica devem ser interligadas
Caso das instalações ICPE: obrigações adicionais
Para centrais fotovoltaicas com capacidade superior a 250 kW classificadas como ICPE (Instalações Classificadas para Proteção Ambiental), aplicam-se obrigações específicas em muitos países:
- Conclusão de uma Análise de Risco de Raios (ARR) documentada
- Implementação das proteções prescritas pelo estudo técnico
- Verificação anual do sistema de proteção contra raios por um organismo competente.
- Registrar os resultados em um arquivo de acompanhamento
Além disso, as seguradoras estão exigindo cada vez mais comprovação de conformidade com a proteção contra raios para manter a cobertura de equipamentos fotovoltaicos.
Supervisionar e gerir a conformidade ao longo do tempo
Uma instalação fotovoltaica representa um investimento de 25 a 30 anos. Portanto, a proteção contra raios deve ser mantida e verificada durante toda a vida útil da instalação.
Portanto, uma vez instalado o seu sistema de proteção contra raios fotovoltaicos, recomenda-se gerenciar todo o monitoramento de conformidade usando um software dedicado. O LPS Manager permite centralizar os registros de cada local, agendar verificações periódicas e arquivar relatórios, garantindo a conformidade a longo prazo com a norma IEC 62305.
Conclusão: Proteção integrada para garantir a segurança do seu investimento em energia solar
Em última análise, a proteção contra raios para uma instalação fotovoltaica não é opcional: é um requisito técnico e regulamentar nos países que aplicam a norma IEC 62305. Ela se baseia em quatro pilares:
- Uma análise de risco rigorosa de acordo com a norma IEC 62305-2
- Proteção externa projetada por uma empresa de engenharia especializada
- Proteção interna coordenada ( descarregador sobretensões CC e CA)
- Monitoramento anual de conformidade documentado
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