Etapa Solar- Comissionamento

Unicamp – Fórum Energia Solar Setembro/2017 Eng. Bruno H. Kikumoto de Paula  –  Etapa  Etapa Solar

Etapa Solar Engenharia especializada em projetos e empreendimentos fotovoltaicos fotovoltaicos • • • • • • •

Projeto Consultoria de projeto e execução Consultoria em questões ambientais Consultoria em seguro em Energias Renováveis Análise de riscos Treinamento Comissionamento

Definição  – O que é Comissionamento? é o processo de assegurar que os sistemas e componentes de uma edificação ou unid idad adee industr triial estejam proje ojetados, os, instalados, os, test estados, os, opera erados e mantidos de acordo com as necessi ssidades e requisitos operacion ionais do proprietário proprietário..” (Wikipedia 19/09/2017). “Comissionamento

Generalidades •

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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; Envolvimento deve ocorrer desde o início do projeto;

Benefícios •

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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 tecnologia fotovoltaica.

Padrões e normas •

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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

Etapas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Revisão do projeto básico e projeto executivo Acompanhamento durante a instalação e montagem Inspeção Ensaios de comissionamento Start-up Avaliação de desempenho Documentação – Relatório Acompanhamento

Processo •

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Definição dos Requisitos

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Execução do Projeto / Instalação •

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Start up

Requisitos do Cliente Normas, Resoluções e Leis Questões ambientais

Vistorias preliminares Verificação do atendimento do projeto

Energização do sistema de forma cadenciada Verificação do funcionamento do sistema

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Especificação do Sistema

Requisitos comunicados de forma clara Alinhamento com times de projeto e execução

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Projeto (Design)

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Inspeção

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Desempenho

Detectar falhas de montagem Assegurar segurança

Atestar os níveis de geração de energia

Revisão do Projeto Propor ajustes e alterações

Ensaios e Testes

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Relatório

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Assegurar o funcionamento correto dos equipamentos

Documentação Entrega

Inspeção •

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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.

Inspeção – Sistema CC •

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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; Conexões e conectores;

Inspeção  – Proteção sobre tensão e choque elétrico •

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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.

Inspeção – Sistema CA •

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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.

Inspeção – Etiquetagem e identificação •

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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; Etiquetas e sinais duráveis.

Inspeção – Instalação mecânica •

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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 não permitir entrada de água;

Ensaios de Comissionamento - Equipamentos • • • • • • •

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

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

Ensaios de Comissionamento - Categorias

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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

Ensaios de Comissionamento – Categoria 1 Ensaios •

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

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ensaio de polaridade

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ensaio das caixas de junção

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

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ensaio de tensão de circuito aberto das séries fotovoltaicas

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ensaios funcionais

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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 devem ser repetidos.

Ensaios de continuidade de ligação à terra

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

Ensaios de polaridade

Garantir a polaridade de todos os cabos do sistema

Ensaios das caixas de junção

Garantir a polaridade de todas as strings dentro de um arranjo

Ensaios de corrente das séries fotovoltaicas

Garantir que não há falhas graves na fiação do arranjo fotovoltaico

Ensaios de tensão de circuito aberto

Garantir que o número de módulos nas strings está correto e devidamente conectados

Ensaios de resistência de isolamento •

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Precauções e cuidados!!! limitar o acesso à área de trabalho; isolar o arranjo FV do inversor; isolar o arranjo FV de DPS’s e 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 condução de corrente e o condutor terra

Ensaios de Comissionamento – Categoria 2

Ensaios •

inspeção com câmera infravermelha

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ensaio de curva IV das séries fotovoltaicas

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

Ensaio de Câmera Termográfica

Câmera Termográfica – defeitos detectáveis Falhas em conexões

Hot spots

Falhas em diodos de passagem

Ensaios de Curva IV •

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Ensaios de corrente de curtocircuito e tensão de circuito aberto; Medição de potência nominal do arranjo de painéis; Normalização para condições STC; Medições devem ser realizadas em condições acima de 700 W/m 2 no plano dos painéis; Detecção de falhas no sistema FV.

Ensaios de Curva IV  – Detecção de falhas MPP

     e       t      n      e      r      r

     o        C

Tensão

1) Degraus na curva: sombreamento parcial ou problemas nos diodos de passagem; 2) Baixa ISC: sujeira ou degradação nos painéis; 3) Baixo VOC: temperatura de operação dos painéis elevada; 4) Baixo MPP: degradação dos painéis; 5) Inclinação próxima a VOC : resitência série, problemas com cabeamento ou conexões; 6) Inclinação próxima a ISC : resistência paralela, fugas de corrente.

Ensaios de Curva IV

Ensaios de Comissionamento – Ensaios Adicionais Ensaios •

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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 ensaiospadrão surgirem.

Avaliação de Desempenho •

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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; Pode ser feito por amostragem de uma parte significativa do sistema;

Avaliação de desempenho •

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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.

Relatório • • •

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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; Conclusões