UC01799

Instalar sistema fotovoltaico para autoconsumo

Preparar, fixar, ligar e testar um sistema fotovoltaico em segurança, do telhado ao quadro elétrico

Curso profissional · 25h · Técnico de Sistemas Térmicos de Energias Renováveis

Plano

  1. Sistemas fotovoltaicos e enquadramento legal
  2. Eletricidade essencial
  3. Componentes do sistema
  4. Segurança e trabalhos em altura
  5. Preparar a execução: local, orientação, sombreamento
  6. Estruturas de fixação e módulos
  7. Cabos, inversores e dimensionamento
  8. Terras, proteções e quadro AC
  9. Ensaios e colocação em funcionamento
  10. Anomalias, cliente e síntese

Bloco 1 · Sistemas fotovoltaicos e enquadramento legal

Do módulo ao autoconsumo

Uma célula converte luz em corrente contínua (DC). Células em série formam o módulo; módulos em série formam a fileira (string); fileiras em paralelo formam o campo. O inversor converte DC em corrente alternada (AC) a 230 V ou 400 V, 50 Hz.

  • Autoconsumo: a casa consome primeiro o que produz; o excedente vai para a bateria ou para a rede; a falta é completada pela rede.
  • O sistema liga a jusante do ponto de entrega, no quadro de consumo.
  • Arquiteturas: inversor central ou microinversores; com ou sem armazenamento.

Contextos da UC: habitação, comércio e serviços, indústria.

Terminologia que se usa todos os dias

Termo Significado
Irradiância potência solar por m², em W/m²
Wp / kWp potência de pico nas condições STC
STC 1000 W/m², 25 °C na célula, AM 1,5
Voc / Isc tensão em circuito aberto / corrente de curto-circuito
MPP / MPPT ponto de potência máxima / seguidor do inversor
UPAC unidade de produção para autoconsumo

Exemplo: 14 módulos de 440 Wp dão 14 × 440 = 6160 Wp = 6,16 kWp.

Quem decide o quê: legislação e normas

  • Lei n.º 14/2015, de 16 de fevereiro: requisitos das entidades e dos técnicos responsáveis pelo projeto, execução e exploração das instalações elétricas de serviço particular.
  • Decreto-Lei n.º 15/2022, de 14 de janeiro, na redação em vigor: autoconsumo e controlo prévio das unidades de produção, conforme a potência e a injeção de excedentes.
  • DGEG: recebe o controlo prévio e fiscaliza. ERSE: regula o setor. E-REDES: gere a rede e a contagem.
  • RTIEBT (Portaria n.º 949-A/2006, na redação em vigor): regras técnicas de baixa tensão.
  • Normas IEC/EN: módulos, instalação e ensaios (IEC 62446-1).

Os escalões e prazos consultam-se na versão em vigor, no portal da DGEG.

Transporte, manuseamento e acondicionamento

  1. Módulos na vertical, travados com cintas, nunca em pilhas altas deitadas.
  2. Descarregar com meios adequados; nunca pegar pelo cabo ou pela caixa de junção.
  3. Armazenar seco e coberto, com separadores entre módulos.
  4. Não pisar nem apoiar objetos: uma microfissura invisível perde produção durante anos.
  5. Manter as proteções dos conectores até à ligação.
  6. Baterias de lítio: nunca cair, perfurar ou expor a calor.
  7. Cabos em bobina, respeitando o raio de curvatura.

Bloco 2 · Eletricidade essencial

Corrente contínua e alternada

Característica Valor na rede portuguesa
Período T 20 ms
Frequência f = 1 ÷ T 50 Hz
Valor eficaz 230 V
Amplitude Um = Uef × √2 325 V
Valor médio (retificada) 0,637 × Um ≈ 207 V
Desfasamento entre fases 120°
  • DC: um só sentido, é o que sai dos módulos e das baterias.
  • AC: muda de sentido, é a da rede e a do inversor.

Monofásico, trifásico e tensões

  • Monofásico: fase e neutro, 230 V (tensão simples).
  • Trifásico: três fases e neutro. Fase-neutro 230 V, fase-fase 400 V (tensão composta).
  • U composta = √3 × U simples = 1,732 × 230 = 398 V ≈ 400 V.

Grandezas: tensão U (V), intensidade I (A), resistência R (Ω), potência P (W), energia E (kWh).

Potência: monofásica P = U × I × cos φ; trifásica P = √3 × U × I × cos φ.

O inversor tem de corresponder à ligação do cliente: monofásico em monofásico, trifásico em trifásico.

Lei de Ohm e associação de resistências

U = R × I, e em DC P = U × I = R × I² = U² ÷ R.

Associação Equivalente Corrente Tensão
Série R1 + R2 + R3 igual divide-se
Paralelo 1/Req = 1/R1 + 1/R2 divide-se igual
Mista por partes mistas mistas

Exemplo: 10 Ω // 15 Ω em série com 4 Ω: paralelo = 6 Ω; total = 10 Ω; com 20 V, I = 2 A.

Módulos em série somam tensões; fileiras em paralelo somam correntes.

Transformações energéticas e lei de Joule

A energia transforma-se: luz em eletricidade no módulo, DC em AC no inversor, e parte vira calor nos cabos.

P perdida = R × I² · E = R × I² × t

  • Duplicar a corrente quadruplica as perdas.
  • Cabo de 0,225 Ω com 10,6 A: P = 0,225 × 112,36 = 25,3 W, 0,41 % dos 6160 W do campo.
  • Metade da secção, o dobro de R, perda de 50,6 W, ou 0,82 %.
  • Por isso: tensão do campo alta e secções generosas nas fileiras longas.

Energia: E (kWh) = P (kW) × t (h).

Esquemas elétricos: como se lê um unifilar

Da esquerda (campo) para a direita (rede):

  1. Campo fotovoltaico, com as fileiras e o número de módulos de cada.
  2. Proteção DC: fusíveis, interruptor-seccionador DC, descarregador de sobretensões.
  3. Inversor com as entradas MPPT.
  4. Proteção AC: disjuntor, diferencial, descarregador.
  5. Contador ou medidor de produção.
  6. Quadro geral e ponto de ligação.
  7. Terras e equipotencialidade, desenhadas à parte.

Qualquer alteração em obra regista-se no esquema "como construído".

Simbologia dos esquemas

Símbolo Nome
Retângulo com diagonal e sinal ⎓ Módulo ou campo FV
Retângulo com diagonal, ⎓ e ~ Inversor
Interruptor aberto com traço na ponta Interruptor-seccionador
Interruptor com cruz (×) Disjuntor
Disjuntor com toroide Diferencial
Retângulo com linha Fusível
Retângulo com seta para a terra DPS
Três traços decrescentes (⏚) Terra
Círculo com kWh Contador

A legenda do projeto diz que simbologia se usou (série IEC 60617).

Bloco 3 · Componentes do sistema

Módulos fotovoltaicos

Silício monocristalino, vidro, encapsulante, células, folha traseira, moldura. Dados de placa (exemplo didático de 440 Wp):

Dado Valor
Pmax 440 Wp
Vmp / Imp 41,5 V / 10,6 A
Voc / Isc 49,5 V / 11,3 A
Coef. de Voc -0,26 %/°C
  • A tensão sobe com o frio e desce com o calor; a potência cai cerca de 0,3 a 0,4 % por °C acima de 25 °C.
  • Díodos de bypass contornam grupos de células sombreados.

Inversor central ou microinversores

Critério Inversor central Microinversores
Custo por kW menor maior
Sombra parcial penaliza a fileira só o módulo sombreado
Tensão DC no edifício centenas de volt baixa
Manutenção junto ao quadro no telhado
Monitorização por fileira por módulo
Várias orientações MPPT separados natural
  • Central: poucos equipamentos, falha a parar tudo, DC elevada.
  • Micro: expansível módulo a módulo, o cabo no telhado já é AC.

Inversor híbrido, bateria, cabos e aparelhagem

  • Híbrido: gere a bateria e pode ter saída de emergência (EPS).
  • Estruturas: perfis de alumínio ou inox, ganchos, grampos, lastros, a resistir a peso, vento e neve.
  • Cabos solares de dupla isolação, resistentes a UV, 4 ou 6 mm². Conectores da mesma marca e modelo nos dois lados.
  • Aparelhagem: interruptor-seccionador DC, fusíveis gPV, descarregadores DC e AC, disjuntor e diferencial AC, contador ou medidor.
  • Um aparelho de AC não corta DC com segurança: o poder de corte em DC é requisito próprio.
  • O interruptor-seccionador DC corta e isola o campo em carga; o seccionador simples não corta em carga.

Bloco 4 · Segurança e trabalhos em altura

Avaliação de riscos em cinco passos

  1. Identificar atividades e subatividades (elevar, montar, fixar, passar cabos, ligar, testar).
  2. Identificar os fatores de risco em cada uma.
  3. Identificar os eventos de risco elevado e os danos potenciais.
  4. Determinar as medidas de segurança: coletiva primeiro, individual depois.
  5. Delimitar e sinalizar a zona de trabalho e registar.
Atividade Evento de risco elevado Medida
Elevar módulos queda de objeto zona de exclusão, meio de elevação certificado
Trabalhar no telhado queda de pessoa guarda-corpos, arnês
Ligar cabos DC choque, arco cobrir módulos (baixa a tensão, não a elimina), luvas dielétricas

Trabalhos em altura e condições de execução

Hierarquia: evitar (pré-montar no chão), proteção coletiva (andaimes, guarda-corpos), proteção individual (arnês).

  • Verificar a cobertura: telhas, chapas, claraboias e fibrocimento podem não aguentar uma pessoa.
  • Arnês ligado a ponto de ancoragem adequado, com amortecedor de quedas.
  • Escadas firmes, atadas, ultrapassando o ponto de chegada.
  • Nunca sozinho em altura; resgate planeado antes de começar.
  • Sem chuva, vento forte, gelo, trovoada ou superfície escorregadia.
  • Delimitar e sinalizar o solo por baixo da zona de trabalho.

Equipamentos de proteção individual

EPI Função
Fato de trabalho proteção do corpo
Botas de proteção mecânica, sola antiestática pés, aderência
Capacete com viseira incorporada antiUV cabeça e cara, radiação UV
Luvas de proteção mecânica (com punho siliconizado) manuseamento de módulos e perfis
Luvas dielétricas classe 0 ou 00 choque elétrico (14 módulos, 747 V a -5 °C: classe 0)
Arnês paraquedista com cinto de trabalho sustenta numa queda
Amortecedor de quedas e paraquedas deslizante travam e acompanham na linha de vida

Classe 00 até 500 V AC e 750 V DC; classe 0 até 1000 V AC, com o limite DC na marcação. A classe escolhe-se pela tensão máxima do campo à temperatura mínima; a 00 só serve claramente abaixo de 750 V. Na obra: ler na luva e na ficha a tensão máxima de utilização em corrente contínua (alguns fabricantes indicam a tensão de ensaio, mais alta) e comparar com a Voc do campo; sem limite DC declarado, as luvas não servem. A viseira antiUV não protege do arco: para arco, viseira própria (símbolo 8, EN 166), com o 8 na viseira e na armação. EPI danificado sai de serviço.

A regra de ouro da corrente contínua

Um campo exposto à luz tem sempre tensão, mesmo com o inversor desligado e o disjuntor aberto.

  1. Nunca desligar conectores DC em carga: o arco em DC não se apaga sozinho.
  2. Parar: abrir o disjuntor AC e travá-lo (cadeado), depois abrir o interruptor-seccionador DC, esperar a descarga indicada no manual e verificar a ausência de tensão (multímetro de 1000 V, CAT III). Arrancar: fechar o disjuntor AC e depois o interruptor-seccionador DC, salvo indicação diferente do manual do equipamento. Para parar, o primeiro aparelho é sempre o AC.
  3. Cobrir módulos com mantas opacas quando se mexe nos conectores, sabendo que cobrir baixa a tensão e não a elimina.
  4. Ferramentas isoladas e luvas dielétricas; sem joias metálicas.
  5. Zona delimitada, equipa de pelo menos duas pessoas.

Não existe "sistema desligado" enquanto houver luz sobre os módulos: com os dois aparelhos abertos, o campo continua em tensão.

Bloco 5 · Preparar a execução

Fases de implementação

Fase O que se faz
1. Visita técnica cobertura, quadro, percursos, acessos, fotografias
2. Projeto e dimensionamento potência, módulos, inversor, proteções, secções
3. Preparação da obra plano de segurança, material, instrumentos
4. Fixação estruturas, módulos, cabos
5. Ligações inversor, terras, quadro AC, monitorização
6. Ensaios antes de ligar à rede continuidade, polaridade, Voc, corrente, isolamento (1 a 6)
7. Colocação em funcionamento AC, depois DC; funcionamento, diferencial, proteções (7 a 9)
8. Entrega formar o cliente, documentação

A ordem não se troca: ensaios 1 a 6 antes de ligar à rede; ensaios 7 a 9 na colocação em funcionamento.

Critérios de seleção do local

  • Área suficiente de cobertura ou terreno.
  • Orientação e inclinação o mais próximas do ideal.
  • Pouca ou nenhuma sombra nas horas de maior produção.
  • Estrutura capaz de suportar a carga adicional.
  • Percurso curto de cabos até ao inversor e ao quadro.
  • Acesso seguro para montagem e manutenção.
  • Local do inversor: fresco, ventilado, abrigado da chuva e do sol, perto do quadro.

Critério de desempenho da UC: garantir a orientação e a inclinação ideais dos painéis.

Orientação e inclinação ideais

Em Portugal continental, a produção anual é máxima com módulos virados a sul e inclinação de cerca de 30° a 35° (latitude menos alguns graus).

Orientação Efeito anual
Sul, 30° a 35° referência
Sudeste ou sudoeste perda de poucos por cento
Este ou oeste perda moderada, produção repartida no dia
Norte perda grande, a evitar

Medir: azimute com bússola, inclinação com inclinómetro. Coberturas planas: escolher inclinação equilibrando produção, vento e sombra entre filas.

Análise de sombreamento

  1. Observação no local, às horas críticas do inverno (9 h e 15 h).
  2. Carta solar ou ferramenta de análise do percurso do sol.
  3. Cálculo: sombra de um obstáculo de altura h com elevação solar α mede d = h ÷ tan α, no plano horizontal (comparar com distâncias em planta).
  4. Medição e registo: alturas, distâncias, fotografias, horas com sombra.

Elevação ao meio-dia do solstício de inverno: α = 90° - latitude - 23,45°.

Exemplo: chaminé de 1,2 m, sol a 28°: d = 1,2 ÷ 0,532 = 2,26 m; a 3 m dos módulos, não os atinge ao meio-dia.

Distância entre filas em cobertura plana

Lisboa (38,7° N), módulos de 1,1 m inclinados 20°.

  1. α = 90 - 38,7 - 23,45 = 27,85°.
  2. h = 1,1 × sen 20° = 0,376 m.
  3. Sombra d = h ÷ tan α = 0,376 ÷ 0,528 = 0,712 m.
  4. Projeção horizontal do módulo = 1,1 × cos 20° = 1,034 m.
  5. Passo entre filas = 1,034 + 0,712 = 1,746 m, cerca de 1,75 m.

Menos distância, mais módulos por área e mais sombra no inverno. A decisão é de projeto.

Bloco 6 · Estruturas de fixação e módulos

Superfícies de instalação

Superfície Fixação típica
Telha cerâmica ou de betão ganchos de telha ao ripado ou à madeira
Chapa ondulada ou trapezoidal parafusos autoperfurantes com vedante, grampos de junta
Painel sandwich estrutura secundária, nunca só a chapa
Cobertura plana lastro ou ancoragens com vedação própria
Fibrocimento parar e avisar o responsável
Solo, pérgolas, carports estacas, sapatas, estrutura própria

Coberturas antigas em fibrocimento podem conter fibras perigosas se partidas ou furadas.

Regras de montagem das estruturas

  1. Confirmar a capacidade da cobertura (peso, vento, neve).
  2. Marcar linhas com cordel ou nível laser.
  3. Fixar à parte resistente, com o binário do fabricante.
  4. Assegurar a estanquidade (vedantes, peças de recobrimento).
  5. Perfis alinhados e nivelados, com juntas conforme o manual.
  6. Respeitar distâncias de bordo (mais críticas em cantos e beirais).
  7. Evitar corrosão galvânica entre metais diferentes.
  8. Prever dilatação térmica em perfis longos.
  9. Ligar à terra e verificar continuidade.
  10. Registar binários e fotografar.

Elevar materiais e fixar módulos

Elevação: elevador exterior ou grua certificados, ou corda e polia só em cargas pequenas com ancoragem segura e zona de exclusão. Dois trabalhadores por módulo; o vento age como vela.

Fixação do módulo:

  1. Verificar vidro, moldura, caixa de junção e cabos à chegada.
  2. Grampos laterais e centrais na zona da moldura indicada pelo fabricante, com binário prescrito.
  3. Folga entre módulos; espaço de ventilação atrás.
  4. Alinhar com cordel e nível.
  5. Nunca pisar o módulo.

Preparar e utilizar ferramentas e instrumentos

Antes de subir à obra, prepara-se e verifica-se tudo.

  • Furação e fixação: berbequim ou parafusadora com binário regulável, brocas e ponteiras certas; cabo e ficha em bom estado ou bateria carregada; presas por cordão em altura, óculos e proteção auditiva.
  • Manuais e de eletricista: chave dinamométrica, nível, fita métrica, descarnador, alicate de cravar do fabricante dos contactos, cabos isolados em circuitos elétricos.
  • Medida e controlo: multímetro de 1000 V e CAT III (quadros e instalações fixas), pinça DC, megóhmetro, telurómetro, inclinómetro, calibração em dia; pontas de prova da mesma classe.

Inspecionar antes de cada uso; o que está danificado sai de serviço; no fim, contar e arrumar.

Bloco 7 · Cabos, inversores e dimensionamento

Passar cabos em cobertura

  1. Cabos solares e conectores da classe certa.
  2. Fixar às calhas com abraçadeiras resistentes a UV, sem esticar.
  3. Evitar laços entre positivo e negativo: captam sobretensões induzidas.
  4. Respeitar o raio de curvatura; sem arestas vivas.
  5. Bucins e vedação nas passagens por paredes e coberturas.
  6. Separar DC, AC e sinal.
  7. Etiquetar cada fileira nas duas pontas.
  8. Nunca deixar conectores no chão ou no telhado.

Secção do cabo e queda de tensão

ΔU = 2 × L × I × ρ ÷ S (ρ cobre = 0,0225 Ω·mm²/m de cálculo).

Fileira de 14 módulos, 581 V, I = 10,6 A, L = 30 m:

Secção ΔU % da tensão
6 mm² 2,39 V 0,41 %
4 mm² 3,58 V 0,62 %
  • Perda de potência: R = 0,225 Ω, P = 0,225 × 10,6² = 25,3 W.
  • Verificar também a corrente admissível e o fusível.
  • Referência prática no lado DC: queda abaixo de 1 %, com o limite fixado em projeto.

Cravação e ligações

Acessórios de cravação: terminais, ponteiras, olhais e contactos de conectores fotovoltaicos fixados por deformação controlada.

  1. Corte a direito; descarnar o comprimento exato, sem cortar fios.
  2. Contacto da secção certa e ferramenta do mesmo fabricante.
  3. Todos os fios dentro do barril.
  4. Cravar até a ferramenta libertar.
  5. Inspecionar; montar até ao clique; apertar a porca.
  6. Ensaio de tração leve.

Uma cravação má aquece e é causa comum de incêndio.

Inversor central: local, fixação e ligação

Local: perto do quadro AC, fresco, ventilado, sem sol direto nem chuva; espaços livres do manual. Fixação: parede de alvenaria ou betão, nunca divisória leve.

Ordem da ligação:

  1. Interruptor-seccionador DC aberto e disjuntor AC desligado.
  2. Terra de proteção do inversor.
  3. Saída AC (fase, neutro, terra) com binários.
  4. Conectores DC, polaridade certa e fileira certa por MPPT.
  5. Sensores e comunicações.
  6. Só depois dos ensaios 1 a 6: fechar o disjuntor AC e depois o interruptor-seccionador DC.

Fileiras: quantos módulos por inversor

N máx = Umax ÷ Voc(Tmín) (para baixo) · N máx (janela) = Umax MPPT ÷ Vmp(Tmín) (para baixo) · N mín = Umin MPPT ÷ Vmp(Tmáx) (para cima)
Voc(T) = Voc(25 °C) × [1 + k × (T - 25)]

Módulo Voc 49,5 V, Vmp 41,5 V, k = -0,26 %/°C (Vmp: -0,30 %/°C). Inversor 1000 V máx., janela MPPT 150 a 850 V, 16 A.

  1. Voc a -5 °C = 49,5 × 1,078 = 53,36 V → N máx = 18,74 → 18.
  2. Vmp a 70 °C = 41,5 × 0,865 = 35,90 V → N mín = 4,18 → 5.
  3. Vmp a -5 °C = 41,5 × 1,09 = 45,24 V → 850 ÷ 45,24 = 18,79 → 18.
  4. Escolha 14: Voc a -5 °C = 747 V < 1000 V; Vmp a -5 °C = 633 V < 850 V; Vmp a 70 °C = 503 V; Vmp a 25 °C = 581 V.
  5. Isc 11,3 A < 16 A.

Microinversores e pontos de injeção

Microinversores: um por módulo (ou par), ligados a um cabo tronco AC em derivação. Respeitar o número máximo por disjuntor, tapar pontas livres e registar o número de série e a posição de cada um.

Ponto de injeção Atenção
Quadro geral, circuito próprio espaço, barramento, calibre do corte geral
Quadro AC dedicado recomendado com muitas proteções
Quadro parcial correntes de retorno
Trifásico injeção equilibrada

O circuito do inversor leva disjuntor, diferencial e etiqueta de dupla alimentação.

Bloco 8 · Terras, proteções e quadro AC

Contactos diretos e indiretos

  • Direto: tocar numa parte ativa. Previne-se com isolamento, invólucros e afastamento.
  • Indireto: tocar numa massa que ficou com tensão por avaria. Previne-se com ligação à terra e corte automático (disjuntor, diferencial).

No lado DC:

  • Dupla isolação (classe II) é a base da proteção.
  • O inversor vigia a resistência de isolamento.
  • A ligação equipotencial das massas faz parte da boa prática.
  • No lado AC, o diferencial do tipo indicado pelo fabricante do inversor (AC, A, F ou B).

Rede de terras e equipotencialidade

Duas funções: caminho de baixa resistência para o defeito, para a proteção desligar; e mesmo potencial entre todas as massas.

Ligam-se entre si e à terra de proteção:

  • molduras dos módulos;
  • estruturas metálicas (calhas, perfis);
  • inversor central (PE) e microinversores (terra do cabo tronco);
  • quadro de proteção e elétrodo de terra.

Condutores verde e amarelo, secção mínima das regras técnicas, terminais bem apertados. Sem para-raios ligado por iniciativa própria: segue o projeto desse sistema.

Resistência de terra e diferencial

RA × I∆n ≤ 50 V

Diferencial RA máx. teórica
30 mA 50 ÷ 0,030 = 1667 Ω
300 mA 50 ÷ 0,300 = 167 Ω
100 mA 50 ÷ 0,100 = 500 Ω

Com um diferencial menos sensível, a terra tem de ser melhor. Medição de 250 Ω: cumpre com 30 mA, não cumpre com 300 mA. Melhora-se o elétrodo (mais picas, mais profundidade) ou muda-se a proteção, por decisão do responsável técnico. O valor a respeitar é o do projeto.

Medir a resistência de terra

Telurómetro, método de três pontos (queda de potencial):

  1. Instalação sem tensão: abrir o disjuntor AC, a seguir o interruptor-seccionador DC e depois o disjuntor geral; bloquear e sinalizar o corte geral; verificar a ausência de tensão. Só então, com o responsável técnico, abrir o elétrodo no borne principal de terra.
  2. Pica de corrente (C) em linha, a distância conveniente, em terreno firme.
  3. Pica de potencial (P) a cerca de 62 % da distância até C.
  4. Ligar E, P e C ao instrumento.
  5. Medir; deslocar P (±10 %) e confirmar valor estável.
  6. Registar valor, data, método, estado do solo; religar o elétrodo, verificar a continuidade e só depois repor a tensão.

Alguns instrumentos medem com pinça, sem desligar, quando há vários elétrodos em paralelo.

Aparelhagem de proteção, corte e seccionamento

Aparelho Função
Disjuntor sobrecarga, curto-circuito, manobra
Interruptor diferencial corrente de fuga, proteção de pessoas
Seccionador isolar para trabalhos, sem corte em carga
Interruptor-seccionador DC cortar e isolar o campo em carga
Fusível gPV (classe própria para DC fotovoltaico) sobrecorrente em fileiras em paralelo
DPS sobretensões (DC e AC)

Em DC, o poder de corte é requisito próprio: o arco não se extingue.

Quadro AC: invólucro com IP adequado, barramentos de terra e neutro, disjuntor, diferencial, descarregador AC, régua de terminais, etiquetas, esquema afixado. Fios flexíveis com ponteira; binários da ficha técnica.

Cálculo AC: corrente, proteção e queda de tensão

Monofásico 5 kW, 230 V, 20 m, 6 mm²:

  1. I = 5000 ÷ 230 = 21,7 A.
  2. Proteção: disjuntor de 25 A, com cabo cuja corrente admissível supera 25 A nas condições de instalação.
  3. ΔU = 2 × 20 × 21,7 × 0,0225 ÷ 6 = 3,26 V, ou 1,42 %.

Trifásico 10 kW, 400 V: I = 10000 ÷ (1,732 × 400) = 14,4 A por fase, disjuntor tripolar de 16 A a validar.

Situação Regra
Proteção In ≥ I de projeto e < corrente admissível do cabo

Monitorização, medidores e quadro do cliente

  • Local: página do inversor ou datalogger na rede do cliente. Remota: plataforma na internet com histórico e alarmes.
  • Contador local e medidor remoto; a limitação de injeção (zero export) usa um medidor no ponto de ligação.
  • Instalar: escolher comunicação, configurar rede e hora, ligar sensores, criar a instalação, dar acesso ao cliente, testar alarmes.

Quadro do cliente:

  1. Ver espaço, barramento, calibre, terminais, terra.
  2. Desligar, verificar ausência de tensão, bloquear e sinalizar.
  3. Montar disjuntor e diferencial; ligar terra, neutro, fase.
  4. Fechar, etiquetar, afixar esquema; repor tensão.

Bloco 9 · Ensaios e colocação em funcionamento

Sequência de ensaios

Antes de ligar à rede (1 a 6):

  1. Inspeção visual: módulos, estruturas, cabos, binários, etiquetas.
  2. Continuidade da terra e da equipotencialidade.
  3. Polaridade de cada fileira.
  4. Voc de cada fileira, comparada com o valor esperado à temperatura medida.
  5. Corrente (Isc ou de funcionamento) com irradiância estável e elevada. Isc só com instrumento próprio; nunca curto-circuitar uma fileira à mão. Alternativa: pinça DC com o circuito fechado.
  6. Resistência de isolamento do circuito DC, com a tensão de ensaio da norma.

Na colocação em funcionamento (7 a 9):

  1. Funcionamento: arranque, sincronização, produção, comunicações.
  2. Diferencial com o botão de teste.
  3. Proteções do inversor: abrir o AC, confirmar que desliga, fechar e confirmar o rearranque. Não é uma paragem: o DC fica fechado e o campo em tensão.

Relatório com instrumentos, condições e resultados.

Voc medida contra Voc esperada

Fileira de 14 módulos (Voc 49,5 V, k = -0,26 %/°C), células a 15 °C, medição 718 V.

  1. Variação: 15 - 25 = -10 °C.
  2. Voc do módulo = 49,5 × 1,026 = 50,79 V.
  3. Fileira esperada = 14 × 50,79 = 711 V.
  4. Diferença de 7 V (cerca de 1 %): conforme.

Se desse 660 V, faltariam 51 V, cerca de um módulo: módulo em falta, díodo de bypass em curto ou conector mau. Despiste antes de ligar.

Medir a temperatura da célula, não do ar.

Isolamento e colocação em funcionamento

Isolamento: medido 0,3 MΩ contra mínimo de 1 MΩ do manual: não conforme. Não se liga o inversor; divide-se a fileira, localiza-se a falha (conector com humidade, cabo danificado, caixa de junção com água), repara-se e repete-se o ensaio.

Arranque:

  1. Quadro fechado e etiquetado.
  2. Fechar o disjuntor AC e verificar tensão e frequência.
  3. Fechar o interruptor-seccionador DC; esperar o arranque do inversor.
  4. Observar potência, janela de tensão, alarmes (ensaio 7); fazer os ensaios 8 e 9.
  5. Verificar comunicações; segundo registo após 15 a 30 minutos.
  6. Cumprir o procedimento administrativo do autoconsumo, na redação em vigor.

Armazenamento e estimativa de produção

Bateria de 10 kWh, DoD 90 %, carga de 0,6 kW: útil = 9 kWh; duração = 9 ÷ 0,6 = 15 h (13 a 14 h com rendimento de ciclo).

Testes de armazenamento: polaridade e tensão; reconhecimento pelo inversor; carga com excedente; descarga com carga; teste da saída de emergência com autorização do cliente; registo e alarmes.

Produção anual: E = P (kWp) × H (kWh/m²·ano) × PR.

6,6 × 1800 × 0,80 = 9504 kWh/ano → 1440 kWh/kWp.

Bloco 10 · Anomalias, cliente e síntese

Despiste de anomalias: do inversor para o campo

Método: ouvir o cliente; ver o histórico; inspecionar; medir; isolar por partes; corrigir, repetir o ensaio, registar.

Lado DC Causa provável
Voc baixa numa fileira módulo em falta, conector, díodo de bypass, sombra
Alarme de isolamento humidade, cabo danificado
Conector aquecido cravação má, marcas diferentes
Produção baixa em tempo limpo sujidade, sombra nova, ponto quente
Lado AC Causa provável
Inversor não liga sem rede, disjuntor aberto, fase em falta
Sobretensão de rede queda de tensão excessiva no cabo AC
Diferencial dispara fuga à terra, neutro trocado

Despiste nos microinversores

  1. Ver na plataforma quais não comunicam ou têm alarme.
  2. Verificar o circuito AC do tronco: disjuntor, ligações, extremidades tapadas.
  3. Trocar de lugar dois microinversores: se a avaria acompanha o equipamento, é o microinversor; se fica no lugar, é o módulo, o conector ou o tronco.
  4. Medir a Voc do módulo com o AC sem tensão.
  5. Registar o número de série para a garantia.

Fileira com produção a menos: tensão igual e corrente baixa aponta para sombra, sujidade ou módulo degradado; tensão baixa aponta para módulo em falta ou díodo de bypass.

Informar e instruir o utilizador

  1. Princípio: a casa consome primeiro o que produz.
  2. Mostrar inversor, quadro AC e interruptor-seccionador DC; como desligar em emergência: abrir o disjuntor AC e depois o interruptor-seccionador DC, sem mexer no campo.
  3. Monitorização: valores normais, alarmes, o que fazer.
  4. Uso eficiente: deslocar consumos para as horas de sol (lavar, secar, termoacumulador, carregar o veículo), programar com temporizador.
  5. Documentação: esquema, relatório de ensaio, manuais, garantias, contactos.
  6. Manutenção: limpeza sem abrasivos nem jato de alta pressão, e sem subir ao telhado.

Comunicação assertiva com o cliente

Situação Resposta assertiva
Pressa para ligar sem ensaios "Os ensaios demoram uma hora e protegem a sua casa. Ligo logo a seguir."
Mais módulos do que o declarado "Com mais potência muda o enquadramento legal. Explico as opções."
Dúvida sobre apagão "Só com saída de emergência. Explico o que a sua instalação alimenta."
Falha atribuída à obra "Vou verificar já e digo-lhe hoje o que encontrei."

Regras: ouvir sem interromper, linguagem simples, confirmar que percebeu, não prometer poupanças exatas, registar compromissos por escrito.

Normas, ambiente e resíduos

  • Separar resíduos em obra: cartão, plástico, madeira, metais, cabos.
  • Módulos, baterias e inversores em fim de vida são resíduos de equipamentos elétricos e eletrónicos: operadores licenciados.
  • Baterias de lítio danificadas: risco de incêndio, guardar à parte.
  • Nada de óleos, vedantes ou solventes no solo.
  • Medir bem os cabos e reutilizar sobras; controlar pó e ruído em zonas habitadas.

Em caso de conflito entre o manual e uma regra regulamentar, vale a mais exigente, decidida pelo responsável técnico.

Erros comuns que se repetem em obra

  • Trabalhar em altura sem proteção coletiva ou arnês.
  • Achar que o disjuntor AC deixa o campo sem tensão.
  • Desligar conectores DC em carga.
  • Misturar marcas de conectores; cravar com ferramenta errada.
  • Fixar a estrutura só à telha.
  • Esquecer a equipotencialidade das molduras e calhas.
  • Dimensionar fileiras sem a temperatura (Voc com o frio).
  • Ligar o inversor sem ensaios; não registar valores.
  • Instalar mais potência do que a declarada.
  • Entregar a obra sem formar o cliente.

Síntese

  • Preparar: enquadramento legal, avaliação de riscos, local, orientação e inclinação ideais, sombreamento.
  • Fixar: estruturas à parte resistente, módulos com binário, cabos bem passados.
  • Ligar: fileiras dimensionadas com a temperatura, inversor central ou microinversores, terras e equipotencialidade, quadro AC.
  • Testar: continuidade, polaridade, Voc, corrente, isolamento, funcionamento, registo.
  • Instruir: cliente informado, documentação entregue, comunicação assertiva.

Sempre com EPI, trabalho em altura protegido, normas e ambiente respeitados.

Obrigado

UC01799 · Instalar sistema fotovoltaico para autoconsumo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: série soma tensões, paralelo soma correntes, é a lógica de todo o dimensionamento - pergunta: o que acontece ao sistema quando a rede falha e o inversor não tem saída de emergência? - analogia: o campo é uma bateria de muitas pilhas ligadas em série e em paralelo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: Wp é a potência de placa nas condições de ensaio, nunca a que se obtém num telhado real - erro comum: confundir potência do campo (kWp) com potência do inversor (kW AC) - exemplo: campo de 6,16 kWp com inversor de 5 kW, relação de 1,23, normal em projeto

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: instala-se o que o projeto e o título de controlo prévio dizem, nem mais potência nem outro tipo de ligação - erro comum: citar de memória limites de potência que mudam com as alterações ao diploma - exemplo: o cliente quer acrescentar mais dois módulos, o que implica rever o enquadramento do controlo prévio

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: um módulo pesa 20 a 30 kg e o vidro parte-se com facilidade - erro comum: empilhar módulos deitados na obra e depois descobrir células partidas - exemplo: módulo apoiado numa aresta de calha durante a pausa e depois com linhas escuras na imagem térmica

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o valor eficaz é o que o voltímetro mede e o que está nos rótulos - erro comum: dizer que a amplitude é 230 V - exemplo: 230 × 1,414 = 325 V; f = 1 ÷ 0,020 = 50 Hz

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as medições de tensão simples e composta confirmam as fases antes de ligar um inversor trifásico - erro comum: ligar um inversor monofásico grande a uma só fase de uma instalação trifásica - exemplo: 10 kW trifásico dá 10000 ÷ (1,732 × 400) = 14,4 A por fase

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a mesma lógica serve para resistências, módulos e baterias - erro comum: somar as resistências em paralelo como se fossem em série - analogia: o paralelo é abrir mais faixas numa autoestrada, a resistência total desce

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a corrente aparece ao quadrado, daí o peso da secção do cabo - pergunta: porque é que se prefere fileiras com muitos módulos em série? - exemplo: 6 kWp a produzir 4 kW médios durante 5 h dão 20 kWh

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o esquema afixado no quadro tem de ser o que está montado - erro comum: deixar o esquema do projeto no quadro depois de alterar circuitos em obra - exemplo: trocar o calibre de um disjuntor e atualizar logo o esquema e as etiquetas

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler um esquema é reconhecer o símbolo e dizer a função de cada aparelho - erro comum: confundir o símbolo do disjuntor com o do interruptor-seccionador - exemplo: pedir aos formandos que desenhem o unifilar do campo de 14 módulos com estes símbolos

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o dimensionamento usa os dados da ficha técnica do módulo concreto e não valores de memória - erro comum: dimensionar com a Voc de 25 °C e esquecer o frio do inverno - exemplo: o mesmo módulo que mede 49,5 V a 25 °C mede 53,4 V a -5 °C

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: não há solução melhor em absoluto, escolhe-se pelo telhado, pelas sombras e pelo orçamento - erro comum: recomendar microinversores sem sombras nem orientações mistas só por serem "mais modernos" - exemplo: telhado com chaminé a sombrear dois módulos de manhã é bom candidato a microinversores

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: conectores de marcas diferentes que encaixam são uma causa clássica de aquecimento e incêndio - erro comum: usar um interruptor de AC como interruptor-seccionador DC - exemplo: a saída de emergência alimenta só as cargas essenciais, não a casa toda

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a avaliação faz-se antes de pegar na ferramenta e fica registada - erro comum: começar a montar e deixar o arnês "para mais tarde" - exemplo: cobertura de 6 m ao beiral exige andaime com guarda-corpos antes de qualquer módulo subir

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a melhor proteção é não estar exposto; só depois vem o arnês - erro comum: ancorar o arnês a algo que não suporta a queda - exemplo: plano de resgate: quem faz o quê se um colega ficar suspenso no arnês

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as luvas dielétricas inspecionam-se antes de cada uso e têm prazo de reensaio - erro comum: usar luvas de proteção mecânica para trabalho elétrico - viseira: o conjunto vale pela marcação mais baixa, uma viseira com 8 num suporte sem 8 não protege do arco - exemplo: encher a luva com ar e apertar o punho para ver se perde pressão; o campo de 14 módulos mede 747 V a -5 °C, logo abaixo dos 750 V DC da classe 00 e sem margem, e 756 V a -10 °C, já acima; por isso usa-se a classe 0

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o arco elétrico em corrente contínua é persistente e causa queimaduras graves e incêndios - porquê a ordem: com o AC aberto o inversor deixa de injetar e a corrente DC cai a quase zero, por isso o interruptor-seccionador DC abre sem carga; esta é a ordem de paragem de todos os fabricantes e é a que tem consequência física - no arranque fecham-se aparelhos feitos para fechar, não há arco a evitar: ensina-se AC e depois DC (o inversor já vê a rede), mas há modelos cujo manual manda fechar primeiro o DC, e aí segue-se o manual; na paragem, nunca - cobrir os módulos baixa a tensão mas não a anula: uma fileira parcialmente coberta pode ficar com centenas de volt, por isso mede-se sempre antes de tocar - erro comum: assumir que abrir o disjuntor AC deixa o campo sem tensão - exemplo: fileira de 14 módulos com 580 V DC aos terminais ao meio-dia

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada fase tem um registo que a fecha - erro comum: saltar da fixação para o arranque sem ensaiar - exemplo: obra de uma manhã de fixação e uma tarde de ligações e ensaios

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o ideal teórico cede ao que a cobertura permite, e documenta-se a perda - erro comum: escolher a água mais virada a sul sem ver se tem sombra de manhã - exemplo: vertente sul com árvore a sombrear às 16 h contra vertente poente sem sombra

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: pequenos desvios de orientação custam pouco; a sombra custa muito mais - erro comum: inclinar demais em cobertura plana e criar sombras entre filas - exemplo: sistema este-oeste produz menos por módulo mas serve a manhã e o fim da tarde

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: num inversor central uma sombra num módulo limita a fileira inteira - erro comum: avaliar sombras só ao meio-dia de verão - exemplo: Lisboa, α = 90 - 38,7 - 23,45 = 27,85°

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: refazer a conta com a calculadora em graus, não em radianos - erro comum: calcular a sombra com a inclinação do módulo em vez da elevação do sol - exemplo: com 15° de inclinação o passo desce para cerca de 1,6 m (0,54 m de sombra mais 1,06 m de projeção)

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a fixação vai sempre para a parte resistente da cobertura - erro comum: furar fibrocimento sem avaliar o risco - exemplo: gancho que passa por baixo da telha sem a partir e prende à madre

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o vento é a carga que mais derruba instalações mal fixadas - erro comum: apertar sem binário, ou fixar só à telha - exemplo: 14 módulos de 27,5 kg com estrutura sobre 29,4 m² dão 13,1 kg/m²

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: grampos fora da zona permitida podem anular a garantia - erro comum: subir módulos às costas pela escada - exemplo: fila torta como indício de fixação mal feita

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a lista de ferramentas faz-se antes da obra, para não subir ao telhado duas vezes - erro comum: usar alicate de cravar genérico ou deixar ferramentas soltas na cobertura - exemplo: pedir aos formandos a lista de ferramentas e instrumentos da obra do exemplo de 14 módulos

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os dois condutores da fileira seguem juntos pelo mesmo percurso - erro comum: deixar cabo a pender, a roçar em arestas e a levar sol direto - exemplo: cabo mal fixado que, com o vento, desgasta o isolamento numa aresta de calha

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: L é o comprimento de ida; o fator 2 conta a volta - erro comum: usar o comprimento total no lugar de L e duplicar duas vezes - exemplo: refazer com 6 mm² e 45 m de percurso

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ferramenta genérica dá cravação fraca e resistência alta - erro comum: mistura de marcas de conectores porque "encaixam" - exemplo: fio solto fora do barril, que depois aquece e derrete o isolamento

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o inversor reduz potência com calor, o local conta para a produção - erro comum: ligar os conectores DC antes da terra e da saída AC - exemplo: inversor numa varanda ao sol que reduz potência todas as tardes

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: quatro limites do inversor: tensão máxima, fundo da janela MPPT, topo da janela MPPT (com o frio) e corrente máxima - erro comum: arredondar o máximo para cima e passar a tensão máxima de entrada - exemplo: com 19 módulos a Voc a -5 °C seria 1014 V, acima dos 1000 V

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a corrente do circuito AC limita o número de microinversores por disjuntor - erro comum: ultrapassar o máximo do fabricante por circuito para poupar um disjuntor - exemplo: quadro com barramento de 63 A e circuito de produção que se soma a esse limite

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o diferencial comum não protege contra defeitos na corrente contínua - erro comum: instalar o tipo de diferencial por hábito, sem ler o manual do inversor - exemplo: moldura de módulo que fica com tensão por isolamento danificado, sem terra

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: equipotencialidade é critério de desempenho da UC e verifica-se em ensaio - erro comum: ligar à terra só o inversor e esquecer as molduras e as calhas - exemplo: cadeia moldura, estrutura, condutor de terra, barramento, elétrodo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o valor máximo teórico não é objetivo, a boa prática pede valores bem mais baixos - erro comum: aceitar um valor só porque "tem terra" - exemplo: solo seco de verão que dá o dobro da resistência medida no inverno

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: medir sem desligar o elétrodo mede caminhos em paralelo e não o elétrodo; com o elétrodo aberto as massas ficam sem terra, por isso a instalação não tem tensão e ninguém toca nas estruturas durante a medição - erro comum: cravar as picas demasiado perto, dentro da zona de influência do elétrodo - exemplo: três leituras com a pica P deslocada, valores iguais confirmam a medição

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada aparelho tem de estar classificado para a tensão e corrente que lhe cabem - erro comum: apertar bornes sem binário, ou ligar fio flexível sem ponteira - exemplo: quadro AC simples para uma moradia e quadro com vários inversores na indústria

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a corrente admissível depende do modo de instalação, não só da secção - erro comum: escolher o disjuntor pelo cabo e esquecer a corrente do inversor - exemplo: 3680 W a 230 V dão 16 A

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: verificar a ausência de tensão com instrumento, nunca presumir - erro comum: esquecer de bloquear o corte geral durante o trabalho - exemplo: os dados de consumo do cliente são pessoais, acesso só ao cliente e ao instalador

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: procedimento definido, baseado na norma de ensaio e no manual, com registo - erro comum: ligar o inversor e medir só a produção, sem ensaios prévios - exemplo: a polaridade invertida de uma fileira danifica a entrada do inversor - enfatizar também: os ensaios 7 a 9 só se fazem com o inversor ligado, depois de 1 a 6 conformes

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: comparar fileiras iguais entre si é o teste mais rápido - erro comum: usar a temperatura do ar, que difere da das células em dia de sol - exemplo: duas fileiras iguais com 5 V de diferença são aceitáveis, 50 V não

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o ensaio de isolamento protege pessoas e evita incêndios - erro comum: ignorar um valor baixo "porque o inversor liga" - exemplo: conector dentro de poça, no telhado plano, depois da chuva

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a energia útil de uma bateria é menor do que a nominal - erro comum: prometer ao cliente que, com bateria, não fica sem luz num apagão - exemplo: só alimenta cargas essenciais se houver saída de emergência

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: nenhum despiste justifica trabalhar com tensão presente sem meios e autorização - erro comum: substituir o inversor sem ter medido nada - exemplo: fileira 1 com 5,6 A contra 10,4 A na fileira 2, iguais e à mesma irradiância

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a plataforma indica a posição do microinversor, poupa subidas ao telhado - erro comum: trocar equipamentos sem confirmar se a avaria segue o equipamento - exemplo: tronco com ligação solta que derruba três microinversores de uma vez

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o cliente sai da obra a saber o que não deve fazer - erro comum: dar a obra por concluída sem formar o cliente - exemplo: pedir ao cliente que repita como se desliga o sistema em emergência

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: assertivo não é agressivo nem submisso, é claro e respeitoso - erro comum: prometer uma poupança em euros que depende do preço da energia - exemplo: encenar a conversa do cliente com pressa em pares

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o ambiente e a segurança no trabalho fazem parte da qualidade da obra - erro comum: deixar restos de cabo e embalagens na cobertura - exemplo: bateria de lítio amolgada no transporte, guardada longe de materiais inflamáveis

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: quase todos estes erros nascem da pressa, a vítima é a segurança ou a durabilidade - pergunta: qual destes erros só aparece anos depois, e como se previne? - exemplo: uma cravação fraca que só aquece ao fim de dois verões

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as cinco realizações da UC seguem a ordem da obra - pergunta: que ensaio apanharia cada um dos erros comuns do slide anterior? - exemplo: percorrer uma obra real do início à entrega, com as cinco realizações