Instalação e Manutenção de Sistemas Fotovoltaicos

1. Evitar sombreamento dos módulos

Os módulos fotovoltaicos deverão ser fixados em local livre de sombreamento entre 2 horas após o nascer do sol e 1 hora antes do pôr do Sol, em qualquer época do ano. Deverão ser evitados locais em que o crescimento da vegetação possa sombreá-los e eliminar qualquer objeto que possa sombrear o modulo. Ficar atento para as arvores e edificações próximas. É importante recordar que o sol varia sua posição ao longo do ano e que as arvores crescem. Uma sombra sobre parte do módulo, além de provocar uma redução desproporcional da quantidade de energia produzida, pode provocar um ponto quente perigoso no módulo. Por isso deve-se evitar todo tipo de sombras.

2. Precaver-se de sujeira sobre os módulos
Considerando o decréscimo de desempenho dos módulos com a deposição de poeira e folhas, deverão ser evitados locais próximos de estradas de terra com muito tráfego de veículos ou arvores. Outra fonte importante de sujeira sobre os módulos são as fezes de aves, principalmente quando elas escolhem o modulo para pousar. Caso sejam comuns na região tem que se prever algum dispositivo antipouso. Se o nível de sujeira ou poeira sobre o modulo for elevado deve-se lavar os módulos periodicamente (em momento sem insolação para não trincar o vidro).

3. Posição dos módulos em relação às baterias
Tendo em vista a baixa tensão do sistema e as correntes elétricas relativamente elevadas, devem ser minimizados os comprimentos dos cabos elétricos e utilizadas seções adequadas, de forma a reduzir as perdas no sistema. Por isso o módulo deve ser colocado o mais próximo possível das baterias e do controlador de carga (comprimento máximo do cabo módulos-controlador de carga – 7 m – ver tabela da fiação elétrica).

4. Instalação do suporte dos módulos
Os módulos deverão ser montados em um suporte, normalmente de aço zincado á quente ou em alumínio, que será fixado a um poste. O módulo deve ser instalado de forma a reduzir as possibilidades de acesso de estranhos e animais. Dentro do possível devem ser minimizadas as possibilidades de roubos. O suporte deve ter parafusos, porcas e arruelas de aço inoxidável e construção robusta para suportar ventos de até 100 km/h. O poste deverá ser de material durável adequado à longa vida útil prevista para o sistema, com extremidades vedadas para impedir o acesso de animais e insetos e evitados pontos de empoçamento de água. O poste deverá ser fixado verticalmente, assegurando uma resistência aos ventos fortes, animais e limpeza dos módulos.

5. Direcionamento e inclinação dos módulos
Não é recomendável instalar os módulos solares na horizontal ou com uma inclinação menor que 10º considerando a necessidade de escoamento e limpeza dos módulos pela água das chuvas, o pouso de pássaros, permanência de folhas, etc. que poderiam reduzir a eficiência de captação da radiação solar.
No hemisfério sul os módulos devem ser direcionados para o Norte geográfico ou verdadeiro, que é ligeiramente diferente do norte magnético indicado pela bússola. No Brasil o norte verdadeiro fica à direita do norte magnético. Uma forma pratica é estender o braço direito para o nascente e o esquerdo para o poente sendo que o norte verdadeiro estará à sua frente, na linha perpendicular aos braços abertos. Com isso ele consegue captar mais energia durante todo o dia.
A maior inclinação dos módulos fotovoltaicos para o Norte verdadeiro favorece a produção de energia nos meses de inverno (quando a trajetória aparente do Sol está voltada para o Norte e mais baixa em relação ao zênite e os dias são mais secos e claros), mas prejudica a produção de energia nos meses de verão (quando a trajetória aparente do Sol está mais próxima ao zênite e os dias são mais nublados e chuvosos). Por isto o ângulo de inclinação dos módulos (para o norte) em relação a horizontal é função da latitude, das características climáticas da região de instalação e também das caracteristicas sazonais de consumo de energia elétrica. Uma regra pratica é inclinar de 5 a 25 graus a mais que a latitude local, procurando priorizar a máxima produção de energia no mês mais crítico. O seja em um local situado na latitude de 32 graus sul o ângulo de inclinação deve ser entre 37 e 57 graus. A Solenerg pode ajudá-lo a determinar este ângulo de inclinação.

6. Aterramento
A moldura do módulo, a estrutura e o poste metálico deverão ser devidamente aterrados e as partes metálicas conectadas eletricamente ao aterramento por cabo de cobre nu ou de aço zincado. Instalar uma haste de aterramento de cantoneira zincada para melhoria do aterramento e prevenção contra descargas diretas ou próximas. As carcaças dos equipamentos e das partes metálicas do suporte deverão ser aterradas através desta haste. As partes metálicas do suporte e do poste deverão estar conectadas eletricamente e conectadas na haste por cabo de aço zincado de 6,4mm de diâmetro (Deixar a conexão visível para inspeção). As carcaças do inversor e do controlador de carga também devem ser ligadas neste terra comum. Não há necessidade de aterrar o negativo do circuito de cc. O neutro da distribuição CA, deverá ser aterrado na saída do inversor. Em sistemas pequenos em locais sem a presença constante de pessoas o sistema pode ser aterrado com o próprio suporte sem necessidade de condutores e hastes.

7. Fiação elétrica
Os cabos para sistemas fotovoltaicos devem ser dimensionados para uma queda de tensão máxima de 2% entre os módulos e o controlador. Nos circuitos controlador-baterias e baterias-inversor a queda de tensão não deve exceder 1% e o condutor deve ter capacidade para suportar pelo menos 125% da corrente nominal de curto-circuito dos módulos fotovoltaicos.
Para tal consultar a tabela de máxima distância permitida para não ultrapassar esta queda de tensão. A distância a ser levada em conta é o comprimento do par de condutores, entre os dois pontos a serem conectados. Nos circuitos de corrente alternada usar bitola mínima de 2,5 mm2 na saída do inversor e 1,5 mm2 nos circuitos das lâmpadas, interruptores e tomadas.

Em toda a instalação CC, os condutores utilizados devem ter as polaridades positiva e negativa claramente identificadas. Deve-se respeitar a convenção de cores dos isolamentos dos cabos, ou seja, vermelha (ou azul) para o condutor positivo (+) e preta (ou marrom ou branco) para o condutor negativo (-). Todos os terminais dos condutores deverão ser identificados.. No circuito de corrente alternada usar cores diferentes para as fases.
A fixação dos condutores nas baterias, no controlador de carga e no inversor deverá ser feita com esmero para evitar mau-contato.

8. Instalação do controlador de carga
Ao conectá-lo deve-se fazê-lo na seguinte ordem: bateria, módulos e cargas consumidoras. Para desconecta-lo seguir a ordem inversa conforme manual técnico do mesmo. Verificar o diagrama elétrico de conexões fornecido com o sistema.

9. Instalação e manutenção dos módulos:
Manter os módulos nas caixas até o momento da instalação. Os vidros podem se quebrar facilmente e aí o modulo não pode ser usado. Não deixar cair o módulo nem colocar peso sobre ele. Cobrir o módulo durante a instalação para evitar riscos de tensão elétrica em seus terminais. Evitar trabalhar com os módulos em situações de descarga atmosférica.
A sujeira acumulada sobre o vidro reduz o rendimento do módulo e produz efeitos similares ao produzido pelas sombras principalmente quando a sujeira está concentrada em uma área. A gravidade do problema depende da opacidade do resíduo. Somente a poeira não é muito perigosa pois somente a chuva é suficiente para a limpeza. Se o problema de fezes das aves for muito grave pode-se instalar uma pequena antena elástica na parte superior dos módulos que impedirá o pouso das aves.

10. Armário de controle
Sempre que possível deverá ser utilizado uma caixa para fixação em local abrigado onde deverão ser instalados o controlador de carga, o inversor, o disjuntor do circuito dos módulos e o disjuntor do inversor (caso previstos). Deverá ser instalado o mais próximo possível das baterias e dos módulos, fixado a parede ou sobre uma mesa. Deverá ser acessível ao usuário que ao abrir a porta terá acesso á sinalização luminosa dos leds do controlador de carga informando sobre o estado do sistema e a carga das baterias e também poderá acionar os eventuais disjuntores de controle e proteção da instalação. Deverá ser aterrado no sistema de aterramento.

11. Baterias
As baterias deverão ser instaladas em local abrigado próximo ao armário de controle (no máximo 1,5 m). Poderão ser instaladas em um armário metálico contíguo ao armário de controle ou separadas dentro de uma caixa de madeira ou plástico ou em um rack apropriado. Os terminais e o eventual visor para observação do eletrólito deverão ser acessíveis para inspeção. As porcas e arruelas das baterias deverão ser em aço inoxidável. As conexões elétricas deverão ser protegidas com pasta antioxidante ou vaselina. Em instalações com várias baterias, tirar o positivo de uma e o negativo de outra, de forma a equalizar os níveis de tensão e corrente a que são submetidas às baterias.

12. Controle e Proteção
Em alguns casos, para os circuitos módulos fotovoltaicos-controlador, controlador-inversor é recomendável utilizar disjuntores magnéticos de baixa tensão, de baixo nível de perdas, em caixas moldadas, unipolares, para proteção contra curto-circuito e sobrecarga, e dimensionados adequadamente. O disjuntor do circuito dos módulos é utilizado só para controle durante a manutenção e deve ser de corrente superior a corrente de curto-circuito dos módulos e com capacidade para suportar o cabo proveniente dos módulos. O disjuntor entre o controlador e o inversor deve ser de corrente superior a corrente máxima do inversor. Os disjuntores devem ser mantidos ligados todo o tempo, com exceção do disjuntor do inversor que poderá ser desligado nos períodos prolongados sem uso para evitar perdas elétricas desnecessárias.

12. Tomadas e interruptores
As tomadas de corrente continua devem ser de 3 pinos para evitar a inversão de polaridade. As de corrente alternada devem ser de acordo com o padrão nacional de instalações prediais.

13. Iluminação
Deverão ser utilizadas lâmpadas fluorescentes tubulares de alta eficiência de preferência lampadas de 16 W ou 20W, base bipino, e 1 tipo PL compacta de 9 W ou 11W, extra luz do dia, atendendo a Norma NBR 5115 – Especificação de lâmpada fluorescente tubular para iluminação. As luminárias deverão ser para uma lâmpada e revestidas internamente com material refletor e pintura externa. As luminárias deverão ser instaladas em posições que permitam a melhor distribuição de luz nos diversos ambientes. As luminárias deverão ser fixadas a uma altura em torno de 2,60 no suporte do telhado. O reator eletrônico com alto fator de potência deverá ser compatível com o Inversor. Não usar reatores convencionais.

14. Manutenção
Os sistemas fotovoltaicos são muito confiáveis e exigem pouca manutenção. Esta consiste principalmente na limpeza periódica dos módulos e na substituição das baterias. O fabricante dá uma garantia de 20 anos, porém a vida útil dos módulos fabricados de silício cristalino é prevista para acima de 25 anos.