Normalmente, quando se fala em sistemas fotovoltaicos, a primeira coisa que as pessoas lembram é dos módulos e dos inversores. Entretanto, há um componente do sistema que, apesar de não ficar sempre visível, é de fundamental importância: o cabo solar. Ele é responsável por conduzir a corrente elétrica entre os módulos e os inversores, devendo ser dimensionado de forma adequada, evitando riscos e danos à instalação.
Neste artigo serão apresentado alguns fatores importantes na escolha do cabo solar, como capacidade de condução de corrente, tipo de isolação, proteção e os cuidados que devem ser tomados durante a instalação do sistema.
Entendendo alguns tipos de cabos
Antes de abordar os cabos solares, é preciso entender alguns conceitos gerais sobre cabos elétricos. Na norma ABNT NBR 5410:2014, os cabos são classificados em três tipos, explicados a seguir:
- Condutor Isolado: é aquele que possui condutor e isolação;
- Cabo Unipolar: composto por um condutor isolado e uma segunda camada de revestimento chamada cobertura ou capa, com a finalidade de proteção mecânica.
- Cabo Multipolar: vários condutores isolados com uma cobertura ou capa única.
É importante ressaltar que a cobertura, utilizada nos cabos unipolar e multipolar, serve para proteger a isolação do condutor de influências externas e danos mecânicos, sem função de isolação. Contudo, como a capa é constituída de um material isolante, os cabos consequentemente acabam dispondo de uma tensão de isolação maior. Nos condutores isolados a tensão de isolação normalmente é de 750V, enquanto nos cabos unipolares e multipolares, essa tensão é de 1kV.
Temperatura de trabalho de cabos elétricos
Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica ele irá aquecer devido ao efeito Joule. A capacidade de condução de corrente de um cabo está diretamente ligada a temperatura que este cabo suporta sem danificar sua isolação.
A figura a seguir mostra um corte transversal de um cabo, onde se tem um material isolante envolvendo o condutor.
O primeiro ponto de contado do isolante com o condutor (T1), é o ponto na qual a temperatura especificada do cabo deve ser respeitada. Quando se fala que um cabo de PVC suporta uma temperatura de 70°C refere-se a temperatura T1. Caso ela seja maior do que a especificada pelo fabricante, por períodos longos, a isolação do cabo irá se degradar, diminuindo sua a vida útil, podendo causar danos na instalação e até mesmo um incêndio.
Há um fluxo de calor de dentro para fora do cabo, no qual a temperatura T2 é a temperatura externa no ambiente em que o cabo está instalado.
A tabela a seguir mostra a temperatura de trabalho para diferentes tipos de isolação:
| Tipo de isolação | Temperatura de trabalho (T1) |
| PVC | 70°C |
| EPR e XLPE | 90°C |
O cabo solar fotovoltaico
Agora com posse de alguns conceitos básicos, serão apresentadas algumas características específicas dos cabos solares. Antes de tudo, estes cabos devem atender a norma ABNT NBR 16612:2017, que trata especificamente de cabos de potência para sistemas fotovoltaicos.
Em sistemas fotovoltaicos maiores, trabalha-se com a associação de vários módulos em série, originando uma tensão contínua de operação de valor elevado, algumas vezes próxima de 1000V. Por isso, deve-se utilizar cabos adequados para aplicações em corrente contínua, com tensão nominal de isolação igual ou superior a tensão máxima do arranjo fotovoltaico. Nunca deve-se utilizar condutores isolados em sistemas fotovoltaicos, uma vez que sua tensão de isolação é baixa. Além disso, os cabos para sistemas fotovoltaicos necessitam de uma proteção mecânica, uma vez que podem ser instalados em ambientes expostos ao tempo. Normalmente a tensão de isolação dos cabos solares é de 0,9/1,8 kV em corrente contínua.
Uma vez que geralmente são instalados expostos ao tempo, os cabos solares fotovoltaicos devem ser resistentes à radiação ultravioleta. Caso não sejam, devem estar devidamente abrigados da radiação UV ou instalados em eletrodutos resistentes a essa radiação. Alguns fabricantes de cabo solares garantem uma vida útil de no mínimo 25 anos sob radiação solar direta.
Os cabos solares possuem uma temperatura de trabalho de 90°C podendo operar em 120°C por determinados períodos, normalmente nos catálogos dos fabricantes esse período é de 20.000 h.
Instalação de cabos solares
Durante a instalação dos condutores, é importante observar para que eles sejam acomodados e fixados de forma que não sofram fadiga devido a esforços mecânicos. Por serem instalados em locais como telhados e na presença de estruturas metálicas, deve-se tomar cuidado para que eles sejam protegidos contra bordas cortantes ou perfurantes, o que danificaria a capa de proteção, podendo afetar também a isolação do cabo.
Como a vida útil de um sistema fotovoltaico é elevada, (estima-se um período de no mínimo 25 anos) é fundamental que as miscelâneas como os eletrodutos, abraçadeiras e presilhas possuam uma vida útil igual ou superior a do sistema. Caso isso não seja possível, é importante uma manutenção programada após alguns anos para substituição desses itens.
Os módulos fotovoltaicos possuem cabos para conexão entre eles, um polo positivo e o outro negativo. Esses cabos são interligados por conectores resistentes à radiação UV, impermeáveis e, por questão de segurança, de difícil desconexão. Para alimentar os inversores, é necessário levar o cabo dos painéis até uma caixa de junção ( também conhecida comostring box). Esse cabo que irá interligar os módulos até a caixa de junção deverá ser confeccionado de acordo com a distância entre os componentes do sistema fotovoltaico. É importante utilizar nesse cabo o conector de mesma marca e modelo dos demais já fornecidos pelos módulos fotovoltaicos, com a finalidade de fornecer uma segurança maior para a instalação.
É importante ressaltar que a instalação de cabos, módulos e inversores deve ser feita por um profissional habilitado, com certificação em NR-10 e caso necessite trabalhar em altura: NR-35. A segurança durante e após a instalação deve ser prioridade. O uso de equipamentos de proteção individual (EPI) e coletivo (EPC) são obrigatórios durante todo processo de instalação.
REFERÊNCIAS:
CUNHA, João Gilberto, MARTINHO, Edson. Webinar – Dimensionamento de cabos x disjuntores. Youtube, 12 jun. 2017. Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=0dvtUSGsTmo>. Acesso em: 07 dez. 17
Cabo 750V? Cabo 1000V? Quando usar????. Disponível em: <http://viniciusayrao.com.br/cabo-750v-cabo-1000v-quando-usar/>. Acesso em: 07 dez. 2017.
Imagem: h080 under CC BY-SA 2.0
Carlos Resende,
Bem resumido e objetivo seu Artigo!
Tenho a seguinte dúvida: Utilizando-se o cabo unipolar pode-se interligar um Inversor no térreo de um edifício aos painéis de energia solar fotovoltaica instalados na cobertura a que altura máxima e se puder tem que ser utilizados outras conexões de apoio?