Sistemas fotovoltaicos - riscos e soluções de segurança
Os trabalhadores do setor de energia solar estão potencialmente expostos a uma variedade de riscos sérios, como arco elétrico, choques elétricos, quedas e riscos de queimadura térmica que podem causar ferimentos e morte.
Isto se deve principalmente ao fato das empresas desse setor, em sua grande maioria, serem microempresas ou empresas de pequeno porte. Obviamente existem outros fatores que contribuem ainda mais para a exposição ao risco, externos e internos à essas empresas.
Risco de Eletrocussão
Quando uma pessoa leva um choque elétrico existe uma situação potencialmente letal, onde de 40 mA a 240 mA de corrente elétrica CC podem bloquear os músculos e a mesma poderá não ser mais capaz de se soltar. Além disso, a corrente poderia ser forte o suficiente fazendo com que a pessoa se jogue ou seja jogada para trás e cair do telhado. A partir de 70 mA as queimaduras elétricas podem causar necrose celular, resultando em perda de tecidos ou amputação de membros. Adicionalmente, o choque poderia ser forte o suficiente (após 240 mA) para causar fibrilação ventricular e eventualmente a morte.
Danos causados nos arranjos fotovoltaicos (chuvas de granizo, incêndio, curto-circuito, dentre outros) também podem criar novos caminhos de circuito, que podem fluir ao longo da estrutura e dos racks do sistema, bem como através de telhados metálicos e calhas de uma edificação.
Um equívoco comum é que os módulos fotovoltaicos param de funcionar se estiverem danificados ou quebrados. O vídeo a seguir, além de apresentar o risco de um arco elétrico, mostra um exemplo de módulos fotovoltaicos danificados que, quando expostos à chuva, a condutividade da água submete a estrutura à uma tensão de aproximadamente 300 Volts em corrente contínua, criando um risco potencialmente fatal.
Embora cada módulo do sistema fotovoltaico esteja danificado, o sistema ainda está produzindo mais de 650 volts de circuito aberto e quase 9 amperes de corrente de curto-circuito. Esta é uma quantidade letal de eletricidade CC, como você pode ver pelo arco elétrico. Se o arco passar da estrutura para um telhado metálico, isto pode eletrificar um duto de gás no telhado e escadas encostadas contra o telhado. Isso demonstra que, ao responder a incidentes envolvendo sistemas fotovoltaicos danificados, existe uma ameaça de exposição do pessoal de serviços de emergência a riscos não previstos. Principalmente quando esses danos são submetidos à agua na tentativa de extinguir um eventual incêndio.
Risco Arco Elétrico
Um dos riscos mais sérios que pode existir em um sistema fotovoltaico tradicional é o arco elétrico. Mas o que pode disparar um arco elétrico CC?
1) Degradação da isolação com o tempo, devido à exposição aos raios UV;
2) Isolamento rachando com o tempo, devido à variações de temperatura;
3) Degradação do isolamento devido ao envelhecimento;
4) Danos ao isolamento causado por roedores, insetos, pássaros, etc;
5) Danos ao isolamento durante a instalação;
6) Danos ao isolamento por trabalhos de construção;
7) Conexões soltas;
8) Corrosão de junções;
9) Falha nos isoladores CC;
10) Entrada de água em cabos, eletrodutos, caixas de proteção CC, inversor, módulo ou caixa de junção.
Um arco elétrico é diferente de um incêndio. Você não pode “apagar” um arco elétrico com um extintor de incêndio. Portanto, existe uma grande dificuldade para se controlar um incêndio provocado por arco elétrico.
As instalações fotovoltaicas podem representar implicações para sua propriedade, responsabilidade geral e seguro de compensação dos trabalhadores. Se você é um vendedor, instalador, empresa de manutenção ou arrendador, há implicações potenciais para a responsabilidade de seus produtos e para o seguro de operações concluídas.
Então quais são as soluções efetivas para os riscos que envolvem os sistemas fotovoltaicos?
A resposta é simples: desligar a corrente e/ou a tensão nos módulos e condutores das strings. Em outras palavras, a solução está no desligamento automático à nível de módulos. A categoria MLPE (Module-Level Power Electronics), representada pelos produtos SolarEdge e APsystems, oferece essa solução e veremos nos próximos artigos como essa categoria têm ganhado cada vez mais espaço nos principais mercados.
A Revista Fotovolt em sua edição de março de 2017 já falava dos riscos inerentes aos sistemas tradicionais de string. Ela apontava os seguintes fatos:
- Intervenções em geradores fotovoltaicos para manutenção ou em caso de incêndio implicam em riscos de choque com tensões de até 1000V.
- Para que a manutenção e os reparos da instalação FV não precisem ser realizados à noite, nem implique gastos adicionais elevados desproporcionalmente, são necessárias outras medidas de proteção.
- Para garantir a segurança das pessoas durante intervenções nessas instalações, a norma determina que a tensão fique limitada a 120 Vcc quando o sistema for desligado.
Novamente a Fotovolt na sua edição de setembro de 2017 abordou as questões de segurança em operações para manutenção e combate a incêndios. Além disso, foram apontadas as atualizações implementadas em mercados fotovoltaicos mais maduros como EUA e Alemanha:
- Na recente edição do código NEC (National Electric Code 2017), está implicitamente exigido o desligamento do gerador FV no nível de módulos como uma possível opção;
- Na Alemanha, o Guia de Aplicação VDE-AR-E 2100-712 contém recomendações para minimizar o risco de choques elétricos para as equipes de intervenção dos bombeiros durante o combate a incêndio.
Não podemos deixar de falar em segurança sem falar também de locais, digamos, mais sensíveis, que merecem atenção especial como:
- Creches;
- Escolas;
- Shoppings centers;
- Residências;
- Asilos etc.
Para quem quer conhecer um pouco mais sobre os riscos e soluções de segurança em sistemas fotovoltaicos:
- Conheça o código NEC
autor:
João Paulo de Souza
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