A simples verificação dos rendimentos no aplicativo do inversor não é suficiente — a correta produção de energia não garante a ausência de falhas ocultas. Neste artigo, mostramos como realizar uma inspeção periódica de sistema fotovoltaico com 5 anos de operação, conforme a norma EN 62446-1, utilizando o medidor Sonel PVM-1021 e o medidor de irradiância Sonel IRM-1, a partir de um estudo de caso real.
Por que monitorar apenas o inversor não é suficiente?
O grande número de sistemas fotovoltaicos na Polônia faz com que sua operação subsequente e a manutenção de um nível adequado de segurança e eficiência se tornem cada vez mais importantes. Embora a execução do pacote completo de ensaios durante o comissionamento de um sistema novo seja prática padrão, nos anos seguintes de operação a inspeção costuma se reduzir a apenas monitorar o funcionamento do inversor e os rendimentos de energia.
Deve-se lembrar, porém, que a correta produção de energia nem sempre significa bom estado técnico da instalação. A degradação do isolamento, danos aos dispositivos de proteção contra surtos (DPS) ou a deterioração da qualidade das conexões elétricas podem permanecer sem detecção por muito tempo.
Inspeção de um sistema fotovoltaico com 5 anos na prática
Como parte do estudo de caso, foi inspecionado um sistema fotovoltaico operando em uma residência unifamiliar. Os módulos fotovoltaicos estavam montados em estrutura no solo, enquanto o inversor ficava a uma distância de aproximadamente 20 a 30 m do gerador fotovoltaico.
O escopo da inspeção, baseado nos ensaios aplicados à verificação de sistemas fotovoltaicos conforme a EN 62446-1, incluiu:
- inspeção visual da instalação;
- medição da tensão de circuito aberto (UOC);
- medição da corrente de curto-circuito (ISC);
- medição da resistência de isolamento do lado CC (RISO);
- verificação da continuidade dos condutores de proteção e da equipotencialização (RCONT);
- registro das condições ambientais.
As medições foram realizadas com o medidor fotovoltaico Sonel PVM-1021, operando em conjunto com o medidor de irradiância solar e temperatura Sonel IRM-1. A Sonel é representada oficialmente no Brasil pela BohnenMesstek.
Etapa 1: Inspeção visual e identificação dos parâmetros do circuito CC
A primeira etapa da inspeção foi uma verificação visual detalhada da instalação. Com base na placa de identificação, foram identificados módulos LONGi LR4-66HPH-415M, com potência nominal de 415 W.
A instalação era composta por 22 módulos divididos em duas strings de 11 módulos conectados em série. Cada string estava conectada ao inversor por um par separado de cabos CC e foi ensaiada individualmente.
Durante a inspeção visual, foram verificados, entre outros aspectos:
- estado da superfície e da moldura dos módulos;
- fixação dos painéis à estrutura;
- roteamento dos cabos sob os módulos;
- estado dos conectores e caixas de junção visíveis;
- proteção dos cabos contra atrito e bordas cortantes;
- equipotencialização da estrutura;
- sinalizações e dispositivos de proteção no lado CC.
Resultado da inspeção visual: não foram encontrados danos mecânicos nos módulos nem sinais de superaquecimento em cabos e conectores. A inspeção visual do quadro de distribuição CA também teve resultado positivo.
Etapa 2: Medição da continuidade dos condutores de proteção e da equipotencialização (RCONT)
O passo seguinte foi a medição da continuidade dos condutores de proteção e da equipotencialização. Um ponto de medição ficava na instalação fotovoltaica e o outro na área do inversor e da equipotencialização principal.
Devido à distância significativa, foi necessário utilizar um cabo de teste de 30 metros. Antes do ensaio propriamente dito, foi executado o auto-zero (auto-nulling), ou seja, a compensação da resistência do próprio cabo de teste. O medidor Sonel PVM-1021 realiza a medição de RCONT com uma corrente de teste de aproximadamente 200 mA.
Resultados obtidos:
- Continuidade da conexão da moldura do arranjo fotovoltaico: 0,2 Ω
- Continuidade da conexão da moldura ao inversor: aproximadamente 0,6 Ω
Uma grande facilidade para o técnico em campo é a função AutoStart integrada ao Sonel PVM-1021. Ela inicia automaticamente a medição ao detectar as condições de medição adequadas. Essa opção está disponível para resistências inferiores a 21 Ω.
Etapa 3: Registro dos parâmetros ambientais e conversão para STC
Os parâmetros ambientais usados para converter os resultados de medição para as Condições Padrão de Teste (STC) foram transmitidos ao medidor Sonel PVM-1021. O medidor de irradiância solar e temperatura Sonel IRM-1 foi posicionado no mesmo plano dos módulos ensaiados, de modo que o sensor de irradiância refletisse as condições de irradiação da string testada. Foi utilizado um kit de fixação e medição do IRM-1, equipado com uma sonda que permite medir tanto a temperatura do módulo fotovoltaico quanto a temperatura ambiente.
Os dados ambientais foram transmitidos do medidor IRM-1 ao PVM-1021 em tempo real, por meio da tecnologia de rádio sem fio LoRa®.
O estado da conexão é indicado continuamente no visor do Sonel PVM-1021 (um ícone piscando indica início da conexão, enquanto a luz fixa indica comunicação estável estabelecida). Graças a isso, o medidor mestre considera continuamente a irradiância e a temperatura atuais nos cálculos dos valores em STC.
Se o alcance do rádio for temporariamente interrompido durante a operação em campo, a função reSYNC entra em ação: ela complementa automaticamente os resultados com os parâmetros ambientais salvos na memória do IRM-1 assim que a conexão é restabelecida.
Etapa 4: Medições principais do lado CC em modo AUTO
A parte central da inspeção foi realizada em modo AUTO. É aqui que o Sonel PVM-1021 facilita especialmente o trabalho do técnico: após uma única conexão dos cabos e o pressionamento do botão START, o medidor executa automaticamente uma sequência de três ensaios básicos do lado CC.
Após preparar a instalação e desconectar a string ensaiada do inversor, o Sonel PVM-1021 foi conectado por meio de adaptadores MC4 aos condutores positivo e negativo. O terceiro cabo foi conectado à estrutura de montagem aterrada da instalação.
Antes de iniciar a medição, foram inseridos os parâmetros nominais do módulo/string ensaiado e os coeficientes de temperatura α e β adequados, conforme a documentação do fabricante.
Após a configuração dos parâmetros e o pressionamento do botão START, o medidor executou automaticamente:
- medição da tensão de circuito aberto (UOC);
- medição da corrente de curto-circuito (ISC);
- medição da resistência de isolamento (RISO+ e RISO−).
Não houve necessidade de trocar as funções do medidor nem reconectar os cabos de teste entre os ensaios consecutivos. Na prática, isso significa menos operações executadas pelo operador, menor tempo de trabalho junto à string e menor risco de erro ao alterar a configuração de medição.
O Sonel PVM-1021 mediu uma tensão de circuito aberto de 510,0 V e uma corrente de curto-circuito de 4,43 A e, graças aos dados recebidos do IRM-1, converteu os resultados, respectivamente, para 513,3 V e 11,16 A nas condições STC. Simultaneamente, foram realizadas as medições da resistência de isolamento: valores >300 MΩ para o polo positivo e para o polo negativo, na faixa de 1000 V. O Sonel PVM-1021 permite selecionar a tensão de medição UISO adequada à instalação ensaiada.
No escopo dos ensaios realizados, não foram encontradas irregularidades que indicassem deterioração da segurança elétrica da instalação. Todas as medições foram executadas em uma única sequência automática, sem troca de funções e sem reconexão dos cabos de teste.
No início das medições, a irradiância era de aproximadamente 430 W/m². Durante os ensaios consecutivos, as condições solares pioraram, com a irradiância caindo periodicamente para cerca de 380 W/m² e subindo para cerca de 410 W/m². Devido ao nível relativamente baixo de irradiância e à diferença significativa entre as condições de medição e as condições STC, os resultados convertidos para STC devem ser interpretados com incerteza de medição aumentada. Em caso de dúvida, vale repetir a medição sob irradiância mais alta e mais estável.
Etapa 5: Inspeção por termografia com a câmera Sonel KT-525-PRO
A etapa final da inspeção foi uma inspeção termográfica dos módulos fotovoltaicos, excelente complemento ao conjunto básico de ensaios elétricos. Foi utilizada a câmera termográfica Sonel KT-525-PRO para avaliar a distribuição de temperatura na superfície dos módulos. A inspeção permitiu a análise precisa do estado térmico das superfícies dos módulos e a identificação de possíveis anomalias em módulos, conectores e conexões elétricas.
O diagnóstico térmico em instalações fotovoltaicas permite a detecção rápida de falhas como:
- células com superaquecimento localizado;
- irregularidades no funcionamento de seções individuais dos módulos;
- ativação indesejada dos diodos de bypass;
- superaquecimento de caixas de junção e conexões elétricas;
- efeitos de sujidade ou sombreamento parcial dos módulos.
Resumo: diagnóstico completo é mais do que monitoramento de rendimento
A inspeção periódica de sistema fotovoltaico com vários anos de operação deve incluir não apenas a avaliação de seu funcionamento atual, mas também a verificação do estado técnico dos componentes que permanecem fora da supervisão direta do inversor durante a operação normal.
A medição da continuidade dos condutores de proteção e da equipotencialização, da tensão de circuito aberto, da corrente de curto-circuito e da resistência de isolamento permite avaliar os parâmetros elétricos básicos do lado CC e detectar irregularidades que nem sempre causam uma queda perceptível no rendimento de energia.
Complementar as medições elétricas com inspeção visual e termografia proporciona um quadro mais completo do estado da instalação. Graças a isso, a inspeção não se limita apenas a determinar se a instalação produz energia, mas também permite apontar as áreas que exigem diagnóstico adicional.
Perguntas frequentes sobre inspeção periódica de sistema fotovoltaico
Por que a inspeção periódica de sistema fotovoltaico é necessária se o inversor indica produção normal?
Porque a correta produção de energia não garante a integridade elétrica da instalação. Degradação do isolamento, danos em DPS e deterioração de conexões podem permanecer ocultos sem afetar imediatamente os rendimentos exibidos pelo inversor.
Quais ensaios compõem a inspeção conforme a EN 62446-1?
Os ensaios de categoria 1 incluem inspeção visual, continuidade dos condutores de proteção e da equipotencialização, tensão de circuito aberto (UOC), corrente de curto-circuito (ISC), resistência de isolamento do lado CC (RISO) e registro das condições ambientais para conversão a STC.
Por que converter os resultados de medição para condições STC?
Porque os fabricantes especificam os parâmetros nominais dos módulos em Condições Padrão de Teste (25 °C, 1000 W/m², AM 1,5). A conversão, apoiada nas medições de irradiância e temperatura do Sonel IRM-1, permite comparar resultados de campo com os dados de catálogo.
Qual medidor é indicado para esse tipo de inspeção?
O estudo de caso utilizou o medidor fotovoltaico Sonel PVM-1021 em conjunto com o medidor de irradiância e temperatura Sonel IRM-1, que executam a sequência de ensaios do lado CC em modo automático e convertem os resultados para STC.
Agende uma demonstração técnica
Se sua equipe realiza inspeções periódicas em instalações fotovoltaicas e precisa de medição confiável conforme a EN 62446-1, agende uma demonstração técnica do Sonel PVM-1021 e do IRM-1 com os especialistas da BohnenMesstek, representante oficial da Sonel no Brasil.
Artigo original: Periodic inspection of a photovoltaic system after 5 years of operation – case study | Sonel S.A. Autor: Michał Cichoń, Sonel S.A.
