Etapa Solar- Comissionamento

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Unicamp

Unicamp – – Fórum Energia SolarFórum Energia Solar Setembro/2017

Setembro/2017

Eng. Bruno H.

Eng. Bruno H. Kikumoto de PaulaKikumoto de Paula – – _{Etapa Solar}_{Etapa Solar}

omissionamento

de

Sistemas Fotovoltaicos

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Etapa Solar

•

• ProjetoProjeto •

• Consultoria de projeto e execuçãoConsultoria de projeto e execução •

• Consultoria em questões ambientaisConsultoria em questões ambientais •

• Consultoria em seguro em Energias RenováveisConsultoria em seguro em Energias Renováveis •

• Análise de riscosAnálise de riscos •

• TreinamentoTreinamento •

• ComissionamentoComissionamento

Engenharia especializada em

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Definição

_–

O que é Comissionamento?

“Comissionamento

“Comissionamento éé oo processoprocesso ddee aasssseegguurraarr qquuee ooss sistemassistemas ee

ccoommppoonneenntteess ddee uummaa edificaçãoedificação ouou uunnididadadee iinndduusstrtriiaall estejamestejam p

prrojojeettaaddosos,, iinnssttaallaaddosos,, ttesesttaaddosos,, ooppereraaddosos ee mmaannttiiddosos ddee aaccoorrddoo ccoomm as

as nneecceessssiiddaaddeses ee rreeqquuiissiittosos ooppeerraaccioionnaaisis ddoo proprietárioproprietário..”” (Wikipedia(Wikipedia 19/09/2017).

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Generalidades

• O processo deve garantir que os sistemas FV sejam projetados,

executados e operados de acordo com as normas técnicas, leis, boas práticas de engenharia e requisitos do proprietário;

• Assegura a passagem de responsabilidade dos times de projeto e

execução para o proprietário ou operador do sistema de forma segura e ordenada.

• Idealmente deve ser realizado por equipe especializada, que não

tenha a responsabilidade técnica do projeto propriamente dito e da execução do mesmo, atuando como “árbitro” do processo como um todo;

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Benefícios

• Formaliza a preocupação com o controle de qualidade do projeto e

instalação;

• Evita riscos de incêndio, choques elétricos e mal funcionamento do

sistema. Evita retrabalhos e chamados de campo;

• Incentiva os instaladores a serem diligentes na execução, facilitando a

conclusão do projeto e pronto pagamento;

• Segurança para projetistas e instaladores; • Satisfação para os clientes;

• Protege contra a falta de confiança do público em geral em relação à

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Padrões e normas

• Norma ABNT NBR 16274 – Sistemas fotovoltaicos

conectados à rede — Requisitos mínimos para documentação, ensaios de comissionamento, inspeção e avaliação de desempenho;

• IEC 62446 – Grid connected photovoltaic systems

- Minimum requirements for system

documentation, commissioning tests and inspection.

• ABNT NBR 16149 - Sistemas fotovoltaicos (FV) –

Características da interface de conexão com a rede elétrica de distribuição

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Etapas

1. Revisão do projeto básico e projeto executivo

2. Acompanhamento durante a instalação e montagem 3. Inspeção 4. Ensaios de comissionamento 5. Start-up 6. Avaliação de desempenho 7. Documentação – Relatório 8. Acompanhamento

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Processo

Definição dos Requisitos

Especificação do

Sistema Projeto (Design)

Execução do Projeto / Instalação

Inspeção Ensaios e Testes

Desempenho Startup Relatório • Requisitos do Cliente • Normas, Resoluções e Leis • Questões ambientais • Requisitos comunicados de forma clara • Alinhamento com times de projeto e execução • Revisão do Projeto • Propor ajustes e alterações • Vistorias preliminares • Verificação do atendimento do projeto • Detectar falhas de montagem • Assegurar segurança • Assegurar o funcionamento correto dos equipamentos • Energização do sistema de forma cadenciada • Verificação do funcionamento do sistema • Atestar os níveis de

geração de energia • Documentação

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Inspeção

• Inspeção do sistema CC;

• Proteção contra sobre tensão e choque elétrico; • Inspeção do sistema CA;

• Etiquetagem e identificação; • Instalação mecânica.

É feita antes da energização do sistema, deve preceder os ensaios de comissionamento.

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Inspeção

_–

Sistema CC

• Componentes próprios para

aplicações em cc;

• Componentes de acordo com o

projeto;

• Dupla isolação onde aplicável; • Passagem dos cabos de forma

segura;

• Cabos expostos com proteção UV; • Chave de desconexão;

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Inspeção

_–

Proteção sobre tensão e choque elétrico

• Área dos laços na fiação tão pequena

quanto possível (EMI/EMC);

• Dispositivo supervisor de isolamento

(inversor);

• Espessura dos condutores de

aterramento correta;

• Condutores de aterramento e

equipontecialização próximos dos cabos dos arranjos FV;

• Painéis aterrados devidamente de

acordo com a recomendação do fabricante.

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Inspeção

_–

Sistema CA

• Elemento de seccionamento no

lado CA está disponível e acessível;

• Dispositivos de isolamento e

seccionamento instalados de forma que o sistema FV está no lado da carga e a rede elétrica no lado de fonte;

• Parâmetros do inversor de acordo

com ABNT NBR 16149 e regulamentações locais pertinentes.

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Inspeção

_–

Etiquetagem e identificação

• Todos os circuitos e componentes

estão devidamente identificados;

• Todas as string-boxes com etiqueta

de aviso de geração FV e partes vivas;

• Etiquetas de advertência no ponto

de conexão com a rede;

• Diagrama unifilar disponível no

local;

• Procedimentos de desligamento de

emergência;

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Inspeção

_–

Instalação mecânica

• Espaço adequado na parte traseira

do módulo para ventilação;

• Materiais a prova de corrosão;

• Interface de materiais de forma

compatível (eletronegatividade / eletro migração)

• Fixação segura, suportam

intempéries;

• Eletrodutos montados de forma a

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Ensaios de Comissionamento - Equipamentos

Os instrumentos de medição e os equipamentos devem estar de acordo com a IEC 61557 e IEC 61010.

• Multímetro • Alicate amperímetro • Megômetro • Traçador de curva IV • Câmera termográfica • Analisador de Energia • Terrômetro

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Ensaios de Comissionamento - Categorias

• Categoria 1: Aplicáveis a todos os tipos de sistemas;

• Categoria 2: Aplicáveis a sistemas maiores e mais complexos;

• Ensaios Adicionais: Aplicáveis em certas circunstâncias específicas.

Em linhas gerais, os ensaios devem ser realizados na sequência: Categoria 1 → Categoria 2 → Ensaios adicionais

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Ensaios de Comissionamento

_–

Categoria 1

Ensaios

• continuidade da ligação à terra e/ou dos condutores de ligação equipotencial

• ensaio de polaridade

• ensaio das caixas de junção

• ensaio de corrente das séries fotovoltaicas (curto-circuito ou operacional)

• ensaio de tensão de circuito aberto das séries fotovoltaicas

• ensaios funcionais

• ensaio de resistência de isolamento dos circuitos c.c

Caso alguns dos ensaios indicar não conformidade com os critérios de aprovação, este ensaio e qualquer ensaio anterior que possa ter sido influenciado pela falha

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Ensaios de continuidade de ligação à terra

Garantir a continuidade dos condutores de aterramento e equipotencialização ao longo de todo o sistema

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Ensaios de polaridade

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Ensaios das caixas de junção

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Ensaios de corrente das séries fotovoltaicas

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Ensaios de tensão de circuito aberto

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Ensaios de resistência de isolamento

Precauções e cuidados!!!

• limitar o acesso à área de trabalho; • isolar o arranjo FV do inversor;

• isolar o arranjo FV deDPS’se elementos de proteção contra surto; método de ensaio 1 –ensaio entre o negativo do arranjo fotovoltaico e

a terra, seguido de um ensaio entre o positivo e a terra;

método de ensaio 2 –ensaio entre a terra e o curto-circuito do positivo e do negativo do arranjo fotovoltaico.

Garantir que haja um nível mínimo de resistência de isolamento entre os circuitos de

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Ensaios de Comissionamento

_–

Categoria 2

Ensaios

• inspeção com câmera infravermelha

• ensaio de curva IV das séries fotovoltaicas

Todos os ensaios do regime de ensaio categoria 1 devem ter sido realizados e aprovados.

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Câmera Termográfica

_–

defeitos detectáveis

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Ensaios de Curva IV

• Ensaios de corrente de

curto-circuito e tensão de curto-circuito aberto;

• Medição de potência nominal do

arranjo de painéis;

• Normalização para condições STC; • Medições devem ser realizadas em

condições acima de 700 W/m2 _no

plano dos painéis;

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Ensaios de Curva IV

_–

Detecção de falhas

C o r r e n t e Tensão

MPP 1) Degraus na curva: sombreamento parcial ou problemas nos diodos de passagem;

2) Baixa I_SC: sujeira ou degradação nos painéis; 3) Baixo V_OC: temperatura de operação dos

painéis elevada;

4) Baixo MPP: degradação dos painéis;

5) Inclinação próxima a V_OC: resitência série, problemas com cabeamento ou conexões; 6) Inclinação próxima a I_SC: resistência paralela,

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(31)

Ensaios de Comissionamento

_–

Ensaios Adicionais

Ensaios

• tensão ao solo – sistemas com aterramento resistivo

• ensaio do diodo de bloqueio

• ensaio de resistência de isolamento úmido

• avaliação do sombreamento

Devem ser aplicados quando houver o pedido de um cliente específico ou como um meio de detecção de falhas quando anomalias operacionais não identificadas pelos

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Avaliação de Desempenho

• É direcionada principalmente para os grandes sistemas (Usinas);

• Tem como objetivo verificar se o sistema está gerando os níveis de

energia esperados e previstos;

• Informação importante para os donos dos empreendimentos e

investidores;

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Avaliação de desempenho

• A análise de desempenho deve ser

realizada após o período de degradação inicial dos painéis (pelo menos 1 mês após o start-up);

• Piranômetro, célula de referência e sensor

de temperatura (adaptação de 15 dias);

• Medição da potência nominal dos arranjos

fotovoltaicos, potência CC, potência AC;

• Cálculo da energia teórica gerada; • Valores registrados nos medidores de

energia;

• Cálculo do PR (Performance Ratio),

Produtividade (Yield) e Fator de Capacidade.

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Relatório

• Informações do proprietário, localização; • Informações sobre o projetista do sistema; • Informações sobre o instalador do sistema;

• Informações sobre a potência do sistema (potência

CC, potência AC)

• Diagramas, datasheets;

• Datas de instalação e ensaios de comissionamento; • Check list da inspeção;

• Resultados dos ensaios de comissionamento; • Resultados dos ensaios de desempenho;