Informação técnica
Resistência de isolamento (Riso) de sistemas
fotovoltaicos não separados galvanicamente
com SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL
Conteúdo
Os sistemas fotovoltaicos com inversores sem transformador não são separados da rede galvanicamente na
operação de alimentação. De acordo com a norma DIN VDE 0126-1-1 não é permitido exceder um
determinado valor limite do isolamento antes da ligação à rede. O valor limite definido para tais sistemas
fotovoltaicos baseia-se nas prescrições comuns de instalação na criação da norma (por exemplo 1 k Ω /V).
No momento da criação da norma, as potências comuns dos sistemas fotovoltaicos eram claramente menores
quando comparadas com os valores actuais. Com o tamanho crescente de um sistema fotovoltaico, a
superfície do gerador e a ligação paralela de diversos módulos da resistência de isolamento (Riso) torna-se
cada vez menor. Isto pode originar a impossibilidade do inversor se ligar à rede devido a uma resistência de
isolamento demasiado reduzida de todo o sistema fotovoltaico, apesar de todos os componentes funcionarem
correctamente.
A SMA Solar Technology AG elaborou uma solução juntamente com a associação profissional, considerando
a baixa resistência de isolamento dos sistemas fotovoltaicos. Além disso, esta solução cumpre o objectivo de
protecção da norma, o reconhecimento dos erros de isolamento.
Riso-UPT104521
Versão 2.1
1/5
Informação técnica
O que se entende por Riso?
1 O que se entende por Riso?
Qualquer sistema fotovoltaico possui, não só antes da ligação à rede, como também durante a operação de
alimentação, um potencial diferente perante a ligação à terra. Apenas um isolamento suficiente perante a
ligação à terra evita que as correntes do sistema fotovoltaico se descarreguem sobre a ligação à terra e
também elimina um perigo devido a contacto e perdas adicionais. Toda a corrente de terra, também
denominada corrente de fuga, consiste nas ligações de todos os componentes do sistema:
• Módulos fotovoltaicos
• Cabo CC
• Inversor
Na tensão indicada do sistema, esta corrente de fuga pode ser convertida numa resistência de isolamento
efectiva, designada por Riso.
No caso de inversores sem transformador, uma medição contínua da Riso não é possível durante o
funcionamento devido à ausência de uma separação galvânica. Por isso, os inversores sem transformador têm
de medir a Riso antes de cada ligação à rede e monitorizar em funcionamento a corrente de fuga.
SMA Solar Technology AG
2/5
Informação técnica
Distinção de outros fenómenos
2 Distinção de outros fenómenos
A medição da Riso não pode ser confundida com a problemática das correntes de fuga capacitivas
(ver Informação Técnica "Correntes de fuga capacitivas" em www.SMA-Portugal.com). A condição para esta
última é o retrocesso da frequência de rede no sistema fotovoltaico. As correntes de fuga capacitivas ocorrem
consequentemente apenas durante o funcionamento.
No entanto, a medição da Riso realiza-se imediatamente antes da ligação à rede. Durante o funcionamento,
a monitorização da corrente de fuga faz-se através da monitorização sensitiva a todas as correntes (RCMU).
Por isso, trata-se de 2 fenómenos diferentes.
3 Especificações da norma relativa à Riso
Para a Riso existem as seguintes prescrições:
• Para módulos fotovoltaicos (DIN EN 61646; DIN IEC 61215):
Por m² do módulo: Riso > 40 M Ω m²
Isso significa que um módulo fotovoltaico com uma superfície de 1 m² deve ter uma resistência de
isolamento mínima de 40 M Ω e um módulo fotovoltaico com uma superfície de 2 m² apenas uma
resistência mínima de 20 M Ω .
• Para inversores sem separação galvânica (sem transformador) conforme a norma DIN VDE 0126-1-1:
Na qualidade de coração de um sistema fotovoltaico, o inversor controla a resistência de isolamento de
todo o sistema (todos os módulos fotovoltaicos, cablagem CC, instalação e inversores). Tal como foi
mencionado anteriormente, este facto é especialmente importante em sistemas fotovoltaicos sem
separação galvânica da rede, pois um único curto-circuito pode provocar danos materiais ou ferimentos.
Uma vez que, em tais danos, a intensidade das correntes é decisiva, a Riso prescrita depende da tensão
máxima de entrada no inversor.
De acordo com DIN VDE 0126-1-1 aplica-se: Riso > 1 k Ω / V, mas no mínimo 500 k Ω .
A DIN VDE 0126-1-1 não inclui especificações para a resistência de isolamento para sistemas
fotovoltaicos com separação galvânica da rede.
SMA Solar Technology AG
3/5
Informação técnica
Riso de vários módulos fotovoltaicos
4 Riso de vários módulos fotovoltaicos
Num sistema fotovoltaico, as resistências de isolamento de todos os módulos fotovoltaicos representam uma
ligação paralela contra a terra e somam-se por isso reciprocamente:
No caso de módulos fotovoltaicos idênticos, esta equação é simplificada:
A resistência total do sistema fotovoltaico contra o terra diminui consoante a quantidade de módulos
fotovoltaicos ligados.
Conflito de normas
No caso de um sistema fotovoltaico típico com uma tensão de sistema de 700 V, a norma para módulos
fotovoltaicos a partir de uma superfície de módulo de cerca de 60 m² entra em conflito com a norma de
inversores (40 M Ω m²/60 m² = 667 k Ω ). Mesmo em caso de uma operacionalidade correcta, a Riso
prescrita deixa de ser alcançada. No caso de um grau de rendimento de módulo de 10 %, 60 m²
corresponde apenas a 6 kW, no caso de um grau de rendimento de módulo de 5 % apenas 3 kW.
5 Nova fórmula para o valor limite de Riso
As determinações prévias das normas ignoram factores relevantes, como o grau de rendimento dos módulos
fotovoltaicos ou a potência do inversor. Por isso, existem esforços a nível nacional e internacional (IEC) para
harmonizar as especificações de isolamento existentes nas normas.
A SMA Solar Technology AG, juntamente com a associação profissional alemã, elaborou um formulário
divergente da norma DIN VDE 0126-1-1 para a resistência de isolamento. O novo valor limite de Riso é
inversamente proporcional à potência do inversor e está em conformidade com o valor limite de Riso exigido
pelas normas DIN EN 61646 e DIN IEC 61215 de 40 M Ω m² no caso de um grau de rendimento de
módulo de 5 %:
Riso = 2000 k Ω * kW/PCC_inversor
Esta Riso divergente da norma DIN VDE 0126-1-1 e dependente da potência foi aprovada pela associação
profissional, uma vez que dessa forma o objectivo normativo de protecção que serviu de base é cumprido.
No entanto, o valor deve ser no mínimo de 200 k Ω , uma vez que resistências de isolamento inferiores podem
provocar correntes de fuga perigosas. Especialmente no caso de sistemas fotovoltaicos com mais de 10 kW
e no caso de problemas de isolamento adicionais nos cabos e fichas pode, consequentemente, também
ocorrer avarias com o novo regulamento.
SMA Solar Technology AG
4/5
Informação técnica
O que foi medido até agora?
6 O que foi medido até agora?
O sistema fotovoltaico consiste num sistema de vários componentes que contribuem para a Riso definida
anteriormente. O estabelecimento deste valor depende, por isso, do algoritmo de medição e do circuito de
medição. Além disso, uma tecnologia de medição integrada tem de funcionar com poucas perdas. Existem
ainda outros erros de medição devido às tolerâncias dos componentes electrónicos instalados.
Os inversores do tipo Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL estão equipados com uma tecnologia
de medição que excede as condições de teste exigidas pela norma e também reconhece os erros de
isolamento dificilmente detectáveis. Para cumprir o valor limite de 700 k Ω exigido de acordo com
DIN VDE 0126-1-1 os aparelhos foram até agora fornecidos com um valor limite de 900 k Ω .
Mesmo os inversores da SMA com transformador conseguem medir a resistência de isolamento. Visto
que no caso de separação galvânica são válidas outras prescrições, não se impede a ligação à rede,
mas apenas surge uma mensagem de aviso.
7 O que mudou?
A partir de 01 de Dezembro de 2010 a SMA Solar Technology AG fornece o Sunny Mini Central 9000TL/
10000TL/11000TL com um firmware, no qual os valores limite para a resistência de isolamento foram
adaptados às novas condições. Para os inversores fornecidos anteriormente, a SMA Solar Technology AG
oferece este firmware como actualização gratuita. Os novos valores limite originam um funcionamento seguro
dos sistemas fotovoltaicos e determinam que apenas os verdadeiros erros de isolamento (ruptura do módulo,
danos provocados por roedores) são notificados de forma fidedigna como avaria.
Se necessário, contacte a linha de assistência da SMA: [email protected].
SMA Solar Technology AG
5/5