Disjuntores AFCI em PV: Principais aplicações e benefícios

Hoje, a indústria fotovoltaica está crescendo, mas um risco oculto é mais preocupante do que qualquer outra coisa: falhas de arco! Este perigo é geralmente difícil de detectar, mas uma vez que ocorre, a sua temperatura ultra-alta pode inflamar o isolamento dos fios e o algodão de isolamento térmico em poucos minutos, não só danificando o equipamento, mas também representando graves ameaças à segurança humana. Felizmente, o disjuntor AFCI (interruptor de circuito de falha de arco) (um disjuntor de proteção de arco dedicado) agora se tornou um "padrão de segurança" para sistemas fotovoltaicos. Hoje, nos aprofundaremos em onde os disjuntores AFCI são usados ​​em sistemas fotovoltaicos e quais benefícios eles oferecem, ajudando você a entender por que eles são tão cruciais.

O que é um disjuntor AFCI?

Um disjuntor AFCI (Arc-Fault Circuit Interrupter) é um dispositivo "inteligente" que detecta condições perigosas de arco elétrico e, em seguida, desliga a energia do circuito para evitar incêndios. Ao contrário dos disjuntores padrão que protegem contra sobrecorrentes, os AFCIs usam componentes eletrônicos para monitorar o ruído elétrico específico e as características de faíscas de umfalha de arco, um perigo que os disjuntores tradicionais não conseguem detectar. Esses disjuntores são exigidos peloCódigo Elétrico Nacional (NEC)em certos locais dentro de edifícios residenciais paramelhorar a segurança contra incêndio. 

De onde vêm as falhas de arco?

A maioria das falhas de arco ocorre devido a fios envelhecidos, conectores soltos ou isolamento danificado. Quando a corrente se desvia de seu caminho normal e “faísca” aleatoriamente, ela libera temperaturas extremamente altas. Se houver materiais inflamáveis ​​nas proximidades, um incêndio começará imediatamente.

Os sistemas fotovoltaicos requerem cuidado extra: equipamentos como painéis solares, inversores e caixas combinadoras são usados ​​ao ar livre durante todo o ano, expostos ao vento, sol, umidade, frio e poeira. Fios e conectores são particularmente propensos ao envelhecimento e danos. É relatado que mais de 80% dos incêndios fotovoltaicos estão relacionados a falhas de arco. Quer se trate de um pequeno sistema fotovoltaico no telhado ou de uma grande central eléctrica que cobre centenas de hectares, quando este problema ocorre, os danos no equipamento são a menor das preocupações – se não forem detectados a tempo, as perdas são incalculáveis.

Como funciona um disjuntor AFCI? Desligamento em nível de milissegundo, sem chance de as chamas acenderem

Ao contrário dos disjuntores comuns, os disjuntores AFCI monitoram continuamente os sinais de corrente no circuito. Eles podem identificar com precisão arcos em série (por exemplo, faíscas de fios quebrados), arcos paralelos (por exemplo, faíscas de dois fios se tocando) e arcos de terra.

Uma vez detectado um arco, ele corta a corrente em “milissegundos” – para colocar isso em perspectiva, é mais rápido que um piscar de olhos! Não há chance do arco se espalhar ou inflamar objetos próximos. No passado, sem este dispositivo, mesmo que fosse detectado um arco, o desligamento manual da energia seria tarde demais; agora, com um AFCI, é como instalar um “interruptor automático de extinção de incêndio” no sistema, aumentando significativamente a segurança.

Onde os disjuntores AFCI são instalados em sistemas fotovoltaicos?

Os disjuntores AFCI não são instalados aleatoriamente – eles devem ser combinados com as “peças principais” do sistema fotovoltaico para mitigar totalmente os riscos:

1. Nível do módulo: cada painel recebe um "escudo de segurança"

A fiação de cada painel solar é uma “área de alta frequência” para falhas de arco – por exemplo, conectores soltos entre painéis ou fiação envelhecida devido à exposição a longo prazo. Neste nível, a instalação de um disjuntor AFCI para cada painel garante que, se ocorrer um arco num painel, a sua alimentação possa ser cortada imediatamente sem afetar os painéis adjacentes. É equivalente a equipar cada painel com um “guarda-costas pessoal”.

2. Nível de string: uma falha em uma string não afetará outras

Muitos sistemas fotovoltaicos conectam vários painéis em uma “string”. Sem um AFCI, se ocorrer um arco em um painel de uma string, toda a string teria que ser desligada. A instalação de um disjuntor AFCI na extremidade de saída do string apenas corta o string defeituoso, permitindo que outros strings normais continuem gerando energia. Isto evita a redução da produção de toda a central eléctrica devido a um único problema menor.

3. Nível do inversor: protegendo o “coração” do sistema

O inversor é o “coração” do sistema fotovoltaico, responsável por converter energia CC em energia CA. Se ocorrer um arco aqui, todo o sistema poderá ficar paralisado. A instalação de um AFCI no nível do inversor corta a corrente de falha em primeira instância, não apenas protegendo o inversor, mas também evitando que a falha se espalhe para o lado da rede, atendendo diretamente aos requisitos de segurança.

Além da prevenção contra incêndio: Que outros benefícios os disjuntores AFCI oferecem?

1. Segurança confiável mesmo em ambientes adversos

Quer uma central fotovoltaica esteja num telhado húmido no sul da China ou numa área poeirenta no norte da China, os disjuntores AFCI mantêm um desempenho estável. Eles monitoram continuamente o circuito; mesmo que o envelhecimento do equipamento (causado pelo meio ambiente) provoque arcos, o AFCI pode cortar a energia imediatamente. Com ele, você não precisa se preocupar com a central pegando fogo todos os dias, independente de altas temperaturas ou tempo chuvoso.

2. O&M sem esforço – Chega de soluções cegas de problemas

A maioria dos AFCIs vem com monitoramento inteligente e transmite dados em tempo real para o backend. Se ocorrer uma falha, alertas serão enviados para o seu telefone. Os técnicos de O&M não precisam inspecionar os painéis um por um; eles podem localizar o problema diretamente com base em alertas, economizando tempo e custos de mão de obra significativos. Por exemplo, os disjuntores AFCI da Fonrich se conectam à plataforma de monitoramento SafeSolar – você pode ver rapidamente qual circuito tem um arco e quando ele ocorreu, melhorando significativamente a eficiência de O&M.

3. Conformidade com os padrões – aprovação tranquila do projeto

Hoje, muitos países e regiões têm requisitos rigorosos para a instalação de AFCIs em centrais fotovoltaicas – como a norma NEC nos Estados Unidos e especificações relevantes na China. A instalação de um AFCI compatível com o padrão (como o da Fonrich, que atende à UL 1699B) garante uma aceitação tranquila tanto para projetos de uso próprio quanto para projetos conectados à rede, ao mesmo tempo que aumenta a competitividade do projeto no mercado.

4. Fácil instalação e manutenção – adequado para sistemas antigos

A instalação de um AFCI é semelhante à instalação de um disjuntor comum – não são necessárias modificações no sistema existente, tornando-o adequado para modernização de usinas de energia antigas. Por exemplo, alguns sistemas fotovoltaicos antigos que estão em operação há 5-6 anos podem ser atualizados com AFCIs; Os produtos da Fonrich são diretamente compatíveis com o equipamento original e a instalação leva apenas meio dia, minimizando o tempo de inatividade e evitando interrupções na geração de energia.

O futuro da AFCI: mais inteligente, com “previsão de risco” antecipada

No futuro, os disjuntores AFCI se tornarão ainda mais avançados: eles não apenas “detectarão falhas”, mas também se integrarão perfeitamente com inversores, caixas combinadoras e outros equipamentos para identificar exatamente qual painel ou conector está com defeito. Combinados com a tecnologia IoT, eles também processarão dados por meio de plataformas em nuvem para prever antecipadamente possíveis riscos de arco – por exemplo, se um conector enviar repetidamente sinais anormais, ele alertará os técnicos de O&M para realizarem manutenção proativa, eliminando riscos na fonte.

Conclusão: Para segurança fotovoltaica, AFCIs são indispensáveis

Na indústria fotovoltaica atual, a segurança é sempre a principal prioridade e os disjuntores AFCI são a "principal linha de defesa" contra incêndios induzidos por arco. Seja para centrais elétricas novas ou para modernização de centrais antigas, a escolha de um AFCI adequado (como o da Fonrich, que oferece forte adaptabilidade, certificações de segurança e monitorização inteligente) não só evita incêndios e reduz os custos de O&M, mas também garante a conformidade com as normas, mantendo a central elétrica a funcionar de forma estável. À medida que a tecnologia amadurece, os AFCIs tornar-se-ão, sem dúvida, um “padrão essencial” para sistemas fotovoltaicos, abrindo caminho para o desenvolvimento seguro da indústria fotovoltaica.