O que é uma String Box?
A String Box é um quadro elétrico de proteção em corrente continua, composto por um conjunto de dispositivos aptos a intervir contra distúrbios elétricos que ocasionalmente podem ocorrer entre as séries de Módulos Fotovoltaicos e o Inversor.
Os dispositivos de proteção que compõem uma String Box, são:
Bases Porta Fusível;
Fusíveis;
DPS (Dispositivos de Proteção Contra Surto);
Chave seccionadora em corrente continua.
Base Porta Fusível
Seccionadora DPS
Escopo da STRING BOX
O escopo principal da string box é de atuar como elemento sacrifical, para proteger todos os equipamentos mais sensíveis e custosos do sistema fotovoltaico (módulos e inversores), além de conter o problema externamente ao local de instalação, zerando o risco de incêndio / queima do local ou do sistema elétrico do Cliente.
É importante frisar que os dispositivos que compõem uma String Box devem ser classificados para proteção de Sistemas Fotovoltaicos em corrente continua, NUNCA sendo substituídos por dispositivos classificados para uso em rede de baixa tensão de corrente alternada ou por quaisquer outros aplicados em equipamentos semelhantes de corrente continua. A substituição por tais componentes não garante a proteção devida do sistema.
Porque proteger seu sistema fotovoltaico com uma String Box?
O Brasil tem um índice de incidência de raios superior a qualquer outra parte do mundo.
Isso ocorre porque além de ter dimensões continentais, o país é tropical, onde o calor favorece a ocorrência de tempestades. Lembramos que os raios são a principal causa de danos a equipamentos eletroeletrônicos, além de um risco real de incêndio.
Para um sistema fotovoltaico, a incidência direta ou indireta de raios, pode resultar em dano e/ou perda de alguns dos equipamentos que o compõem, e até mesmo propagar o surto para os equipamentos da instalação elétrica ao qual está conectado. Por este motivo, ao projetar um sistema fotovoltaico, é necessário dedicar muita atenção ao quesito PROTEÇÃO, qualquer que seja a potência do SFCR.
No que se refere aos para-raios, em geral, não é conveniente adota-lo como proteção de um Sistema Fotovoltaico, pois os custos são tão altos que os benefícios são dispensáveis.
Uma outra questão que é corriqueira, se diz respeito ao aterramento da estrutura de fixação. Apenas conectar a estrutura de fixação a uma malha de aterramento, não proporciona proteção adicional ao sistema, porque não existe uma garantia que o surto não se propague até o Inversor e/ou instalação elétrica, e ainda pode tornar a estrutura um captor natural de raios.
Mesmo quando o Inversor estiver protegido por um ou mais dos componentes da String Box (fusíveis e/ou DPS) internamente a ele, é valido e aconselhado usar igualmente uma proteção externa, a ser colocada o mais perto possível aos módulos no telhado, pois não se sabe as características elétricas dos componentes de fábrica do Inversor, e no caso de falha dos mesmos, faz-se necessário uma manutenção com inevitável tempo de inatividade e perda da produção, além do alto risco de trazer o mesmo problema ao local de instalação do inversor, pois não existe uma proteção externa no telhado que vai impedir isso (incêndio, queima do sistema elétrico do Cliente).
Por este motivo é indispensável o uso de uma String Box na proteção de um Sistema Fotovoltaico, porque além de proteger os equipamentos e a instalação elétrica ao qual está conectado, protege a vida das pessoas durante a instalação e/ou manutenção, pois em uma eventual necessidade de intervenção rápida, ao desacoplar os Módulos Fotovoltaicos do Inversor, garante a proteção contrachoques elétricos diretos e indiretos, sendo um seccionamento adicional ao circuito.
Onde deve ser instalada a String Box?
Conforme apresentado, para garantir uma ação rápida e segura dos dispositivos de proteção da String Box, o local de instalação mais indicado e adequado deve ser o mais próximo do arranjo fotovoltaico (até 10 metros), no telhado, e sempre externamente ao local de instalação do inversor (nunca dentro da casa ou do edifício ao lado do inversor!).
Dessa forma é garantida a segurança, zerando o risco de incêndio e propagação de problemas elétricos dentro do edifício onde o SFCR fica instalado. Um dos motivos é devido ao DPS necessitar estar o mais próximo possível do surto para poder inibi-lo com segurança. Portanto, o que define o local ideal de instalação da String Box é o DPS.
Em caso de surto, a String Box vai sacrificar os componentes dela abrindo o circuito elétrico a partir de onde ela é instalada. Assim, se ela é instalada no telhado, o circuito elétrico é interrompido externamente e o risco da propagação do problema por dentro do edifício é muito baixo.
Além disso, colocar a String Box com a chave seccionadora no local de instalação do arranjo fotovoltaico, garante a proteção contrachoques elétricos diretos e indiretos durante a instalação e manutenção do sistema.
A seguir, exemplo de Aplicação do DPS em instalações Fotovoltaicas de baixa potência em telhado residencial (<10 kWp).
Em Sistemas Fotovoltaicos de média e alta potência é necessário instalar mais do que um DPS na interface entre os Módulos Fotovoltaicos e o Inversor, devido ao comprimento dos cabos até o Inversor, em geral, serem longos (>30 metros).
Comprimento ≤10 metros
A seguir, exemplo de Aplicação do DPS em instalações Fotovoltaicas de média/alta potência em telhado industrial (>10 kWp).
Outro ponto importante é que os dispositivos de proteção que compõem uma String Box não devem ser instalados junto aos dispositivos de proteção de corrente alternada, no mesmo quadro elétrico. Porque nesse caso, a probabilidade da propagação de um problema no lado CC para o lado CA é muito grande. E geralmente, quem instala uma string box CC+CA para economizar, coloca a mesma ao lado do inversor dentro do edifício, deixando o lado CC a partir do arranjo fotovoltaico completamente desprotegido. Assim, com certeza, em caso de surto elétrico no lado CC, a probabilidade da propagação do risco interno e danos a parte CA, é muito alta.
Como sabemos, a corrente alternada tem um comportamento muito diferente da corrente continua, principalmente no que se refere a extinção do arco elétrico, pois a corrente continua nunca cruza o zero, e o surto elétrico vindo da parte CC pode afetar o lado CA, até mesmo ocasionado um foco de incêndio ou danificando algum eletrodoméstico da rede elétrica a ele conectado.
Comprimento > 10 metros
CONCLUSAO
Vale a pena economizar no dispositivo que pode fazer a diferença em caso de problemas externos ao sistema fotovoltaico, e que com certeza vai custar menos trocar algum componente do mesmo ao invés de reparar ou trocar o Inversor e/ou Módulos Fotovoltaicos?
Vale a pena economizar no dispositivo que pode evitar o risco de incêndio da casa do Cliente ou da queima dos eletrodomésticos dele?
Vale a pena economizar no dispositivo que pode salvar a vida de quem instala ou faz a manutenção no arranjo fotovoltaico em cima dum edifício?
