Quando se trata de string box, vários tipos de configurações podem ser aplicadas, como um arranjo que pode ser formado por apenas uma série fotovoltaica, múltiplas séries fotovoltaicas e múltiplos subarranjos fotovoltaicos.
Resumidamente, uma string box é o componente de proteção da parte CC do sistema fotovoltaico, que é responsável por conectar os cabos vindos dos módulos fotovoltaicos ao inversor.
Isso enquanto fornece proteção contra sobretensões e sobrecorrentes, além disso também permite o selecionamento do circuito. De maneira direta, os elementos básicos de uma string box são:
Invólucro;
Dispositivo selecionador;
Dispositivo de proteção contra sobretensão;
Dispositivo de proteção contra sobrecorrente;
Cabos CC.
Mas não se preocupe, mais à frente você irá entender como todos esses elementos funcionam dentro de uma string box.
Por sua vez, uma string box pode ser facilmente encontrada com as empresas que fazem instalação de energia solar em residência, considerando que elas possuem contatos diretos com as empresas que trabalham com esse tipo de conector.
É necessário que todas as configurações estejam munidas de componentes de proteção contra sobretensão e sobrecorrente, além de um dispositivo que permite o selecionamento do circuito.
Para que você consiga conectar os cabos vindo dos circuitos das séries fotovoltaicas (string) em um único ponto, é utilizado um invólucro (box) com um conjunto de barramentos de que funciona através de uma corrente contínua (positivo e negativo).
Além da string box proporcionar conexões do circuito, é onde também são alocados os dispositivos de proteção e chave selecionadora. No geral, trata-se de um processo complexo dos conectores.
Devido à complexidade, o ideal é que toda a manutenção seja feita por um profissional, da mesma forma que ocorre com outros trabalhos específicos.
Assim como uma impermeabilização de laje de estacionamento, onde os processos a serem realizados só devem ser executados por um profissional da área.
Depois que as conexões forem unificadas e passarem pelos dispositivos de proteção, o circuito é conectado ao inversor.
De acordo com a norma NBR 16690, é estabelecido que uma caixa de junção como “invólucros no qual subarranjos fotovoltaicos, séries fotovoltaicas ou módulos fotovoltaicos são conectados de maneira paralela, podendo ser alojado dispositivos de proteção e/ou manobra.”
Invólucro
Quando falamos sobre o invólucro, estamos nos referindo sobre a caixa (box) onde podem ser encontradas as conexões elétricas, os dispositivos de proteção e os dispositivos de manobra.
Para contextualizar melhor, imagine que esse sistema funciona como se estivesse dentro de uma lavadora elétrica de piso, onde o invólucro seria o responsável por fazer com que os componentes dentro do sistema ficassem protegidos sobre qualquer tipo de eventualidade.
Dependendo do local que estiver exposto, os materiais de proteção precisarão ser específicos, além de proteger o usuário contra eventuais choques elétricos. Para isso, são utilizados os índices de proteção (IP).
Em casos de ambientes internos, o índice de proteção mínima da string box é IP2X, e para os ambientes externos, o índice de proteção mínima é o IP55.
Ou seja, o índice de proteção deve ser pensado previamente para que estabelecimentos que irão funcionar como uma assistência técnica perícia trabalhista, por exemplo, tenham seus circuitos eletrônicos protegidos diante de qualquer tipo de problema que possa acontecer.
Proteção contra sobrecorrente
A sobrecorrente de um arranjo fotovoltaico pode estar relacionado à falta de terra nos condutores do arranjo ou de correntes de curto-circuito nos módulos fotovoltaicos, caixas de junção e cabeamento.
Os dispositivos de proteção são destinados para as sobrecorrentes antes que elas se tornem perigosas, devido aos efeitos térmicos e mecânicos que podem acontecer.
Ou, resultem em uma elevação de temperatura que pode ser prejudicial para as conexões, terminações e circunvizinhança.
Para fazer esse tipo de proteção, o profissional deve utilizar dois dispositivos, sendo eles o fusível e o disjuntor.
Portanto, podemos dizer que o string box pode estar presente nas configurações de um gerador para salão de festas, visto que os elementos dentro dele podem proporcionar uma segurança maior para os circuitos elétricos.
Isso possibilita com que qualquer chance de um problema acontecer durante os eventos sejam reduzidos drasticamente.
Fusível
Os fusíveis do tipo gPV são desenvolvidos especificamente para a utilização em circuitos fotovoltaicos e proporcionam uma proteção contra corrente de curto-circuito e sobrecorrente.
A designação PV está relacionada à capacidade dos fusíveis de operar em corrente CC com valores de tensão típicos de sistemas fotovoltaicos. No geral, todos os conectores devem ser pensados previamente antes de serem instalados.
Ou seja, é todo um processo que precisa ser respeitado, como qualquer outra atividade que seja desempenhada dentro de uma empresa que trabalha com locação de gerador trifásico, onde os responsáveis já possuem um protocolo que precisa ser seguido para que nenhum problema ocorra.
Para que esses fusíveis fiquem alojados dentro de uma string box, deve ser utilizado a porta fusível, que deve ter tensão nominal igual ou superior à tensão máxima do arranjo fotovoltaico.
Além disso, precisa ter uma corrente nominal igual ou superior a do fusível que está sendo usado, além de fornecer grau de proteção adequado para o local de instalação e não menor do que IP2X.
Os porta fusíveis também possuem um papel extremamente importante para a proteção do usuário para que os choques possam ser evitados.
No geral, todos os componentes disponíveis para qualquer tipo de operação devem ser utilizados pelo profissional.
Ou seja, um funcionário que atua com serviço de pintura eletrostática, por exemplo, tem o direito de ter os equipamentos necessários para que ele não sofra nenhum tipo de acidente, ou caso ocorra, que o mantenha protegido.
O que costuma acontecer principalmente com os profissionais que trabalham com elétrica, é ignorar ou usar de maneira inadequada os equipamentos de segurança. Todavia, é um bem necessário que precisa ser usado sem qualquer moderação.
Disjuntor
O disjuntor vai muito além do que proteger contra sobrecorrentes, ele também pode operar como um elemento selecionador.
Exemplificando, é como se ele funcionasse como uma curva aço forjado, que precisa fazer a função de conector, de modo que todo o processo de funcionamento de um sistema não fique comprometido.
No geral, todo o sistema elétrico que envolve uma string box precisa estar com os elementos corretos para que uma residência ou estabelecimento comercial não sofra qualquer tipo de problema envolvendo o sistema elétrico do local.
Dito isso, é essencial que a parte elétrica do ambiente seja pensada através de um profissional qualificado. Trata-se de um investimento necessário para que seja funcional em período permanente.
Na prática, os disjuntores podem substituir o uso de fusíveis em um sistema fotovoltaico. Para que isso aconteça, o mesmo deve ter corrente de atuação em tempo convencional de 135% vezes a corrente nominal do dispositivo.
O disjuntor do tipo CA, por exemplo, não tem a mesma isolação e capacidade de interrupção de arco elétrico que um disjuntor CC, ou seja, ele não deve ser usado em uma string box. O disjuntor deve estar de acordo com alguns requisitos, como:
Atender a norma IEC 60947-2;
Não ser sensível à polaridade;
Dimensionado para selecionar plena carga e potenciais correntes;
Dimensionado de acordo com o item 5.3 da NBR-16690.
Em seguida mostraremos como a proteção contra sobretensão acontece dentro de uma string box.
Proteção contra sobretensão
Quando o assunto é sobre DPS (dispositivo protetor de surto) dentro de uma string box, geralmente nos deparamos com a seguinte pergunta: string box com DPS é realmente necessário?
A norma NBR 16690 não mostra especificamente em qual local o DPS deve ser incluído. No caso, ele apenas diz que deve conter um dispositivo contra sobretensão.
Contudo, os DPS são passíveis de manutenções, e quando eles estão internos ao inversor, tal manutenção se torna mais complexa se for comparado a um DPS externo (na string box).
De qualquer maneira, um dispositivo de proteção contra sobretensão alojado na string box ou no inversor protege o inversor de sobretensões que costumam acontecer dentro do sistema CC.
Nessa parte temos três tipos de DPS que são definidos de acordo com a sua sensibilidade, sendo específicos para cada tipo de situação.
Tipos de string box
Inicialmente você precisa saber que as características das string boxes estão conectadas diretamente com as configurações dos inversores e dos arranjos fotovoltaicos.
O número de entradas e saídas da string box depende da quantidade de entradas MPPT, do inversor e da quantidade de strings paralelas empregadas dentro do sistema que está sendo utilizado.
Atualmente existem dois modelos de string box com duas entradas e duas saídas, com a capacidade de operar em 600 V e 1000 V.
Esse texto foi originalmente desenvolvido pela equipe do blog Guia de Investimento, onde você pode encontrar centenas de conteúdos informativos sobre diversos segmentos.
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