Análise e gerenciamento de risco contra descargas atmosféricas de uma usina fotovoltaica

Abstract

O avanço das usinas fotovoltaicas emergiu como uma solução promissora para suprir o crescente aumento da demanda energética no Brasil. No entanto, devido à sua localização em áreas abertas, sem a presença de edificações próximas e ocupando grandes extensões, em termos de área, essas usinas se tornam altamente suscetíveis a descargas atmosféricas diretas e indiretas. Diante desse cenário, este trabalho propõe realizar uma análise de risco contra descargas atmosféricas detalhada de usinas fotovoltaicas, seguindo as normas NBR 5419 e IEC 63227. Com o objetivo de tornar o processo mais eficiente e preciso, foi desenvolvido um programa que utiliza a linguagem Python, que tem como entrada os parâmetros da análise de risco e verifica se o sistema está em conformidade com as condições projetadas. Para a usina fotovoltaica em questão, foi adotado o nível de proteção II, conforme o critério da NBR 5419, utilizando o método da esfera rolante com minicaptores individuais, visando evitar o sombreamento e garantir uma proteção eficaz contra descargas atmosféricas. A usina fotovoltaica foi dimensionada considerando o nível de proteção tipo III, sendo projetados os captores por meio do método das esferas rolantes para a sala de medição e o método do ângulo de proteção para o skid, sendo dimensionado o DPS do tipo I. Já para a região dos módulos fotovoltaicos, foram considerados minicaptores individuais, atendendo ao critério das esferas rolantes. Nesse sentido, a usina atendeu aos critérios na análise e gerenciamento de risco, assegurando sua proteção.

The advancement of photovoltaic power plants has emerged as a promising solution to meet the growing energy demand in Brazil. However, due to their location in open areas without nearby buildings and occupying large expanses, these plants become highly susceptible to direct and indirect lightning strikes. In this scenario, this work proposes to perform a detailed lightning risk analysis of photovoltaic power plants, following the NBR 5419 and IEC 63227 standards. To make the process more efficient and precise, a program was developed using the Python language, which takes the parameters of the risk analysis as input and verifies if the system complies with the designed conditions. For the photovoltaic power plant in question, protection level II was adopted, according to the NBR 5419 criteria, using the rolling sphere method with individual minicaptors, aiming to avoid shading and ensure effective protection against lightning strikes. The photovoltaic power plant was dimensioned considering protection level type III, with captors designed using the rolling sphere method for the measurement room and the protection angle method for the skid, and a type I SPD was dimensioned. For the region of the photovoltaic modules, individual minicaptors were considered, meeting the rolling sphere criteria. In this sense, the plant met the criteria in the risk analysis and management, ensuring its protection.