Seleção de fusíveis gPV para sistemas fotovoltaicos: Classificações, proteção de strings e limites de bateria

Um fusível gPV é um elo fusível com classificação CC destinado a proteger strings e arranjos fotovoltaicos (FV) contra falhas de sobrecorrente especificadas. A marcação gPV pertence à norma de fusíveis FV IEC 60269-6. Por si só, não estabelece a adequação para um rack de baterias ou um barramento CC de armazenamento de energia. Este guia explica quando a proteção por fusível em strings FV é necessária, quais classificações verificar e onde a proteção de baterias difere.

O que é um fusível gPV?

O Norma de fusíveis FV IEC 60269-6 fornece requisitos suplementares para elos fusíveis que protegem strings e arranjos FV em circuitos de tensão nominal de até 1.500 V CC. Um fusível deve ser compatível com seu suporte, condições de instalação e com a tensão e corrente de falta máximas no local. Um fusível gPV elimina uma sobrecorrente dentro de seus limites especificados de tempo-corrente e capacidade de interrupção; ele não detecta todas as falhas de arco nem garante que o equipamento não sofrerá danos.

Quando uma string FV precisa de um fusível?

A proteção por fusível em strings é frequentemente utilizada onde strings em paralelo podem alimentar corrente reversa em uma string com falha. Se os fusíveis são necessários depende do número de strings em paralelo, da classificação máxima de fusível em série do módulo, da corrente reversa prospectiva, das classificações dos condutores e das regras de instalação aplicáveis. Uma única string não requer automaticamente um fusível. Utilize o projeto do arranjo e as instruções do fabricante do módulo em vez de uma regra geral para todos os sistemas FV. IEC 62548-1 aborda o projeto de arranjos FV, incluindo fiação e dispositivos de proteção elétrica.

As quatro classificações a verificar

• Tensão nominal em CC: pelo menos a tensão máxima esperada na posição do fusível, incluindo o aumento da tensão de circuito aberto da string fotovoltaica em clima frio. Não selecione apenas com base na tensão nominal de operação.
• Corrente nominal: coordene a característica tempo-corrente do fusível com a corrente contínua esperada, a classificação máxima de fusível em série do módulo e a capacidade de condução do condutor de acordo com as regras de projeto aplicáveis. Um multiplicador universal não substitui estas verificações.
• Capacidade de interrupção em CC: pelo menos a corrente de curto-circuito em CC prospectiva no ponto de instalação sob as condições de teste declaradas. Verifique a ficha técnica do produto.
• Suporte e ambiente: verifique as dimensões compatíveis do elo fusível, classificação de tensão/corrente, torque do terminal, proteção do invólucro, temperatura ambiente e instruções de redução de potência (derating).

Fusível gPV para fotovoltaico versus fusível para bateria

Uma string fotovoltaica e uma bateria podem ter comportamentos de fonte e correntes de falta disponíveis muito diferentes. IEC 60269-7 fornece requisitos suplementares para elos fusíveis que protegem baterias e sistemas de bateria de até 1.500 V CC. Não descreva um fusível com marcação gPV como um dispositivo de proteção de bateria apenas porque ambos os circuitos são CC. Para um sistema de armazenamento de energia, siga a especificação do dispositivo de proteção do integrador da bateria e solicite evidências para o fusível e a aplicação exatos.

Um processo de seleção prático

• Desenhe o circuito e identifique a posição do fusível: string de módulos, entrada da caixa de junção (combiner), saída do arranjo ou outro ponto.
• Calcule a tensão de circuito aberto fotovoltaica máxima na temperatura de projeto do local e a corrente de falta prospectiva naquele ponto.
• Verifique se a corrente reversa de strings em paralelo pode exceder os limites dos módulos ou dos condutores.
• Compare a tensão nominal, a corrente, a curva tempo-corrente e a capacidade de interrupção do elo fusível com o cálculo e as normas locais.
• Verifique a classificação máxima do fusível em série do módulo e a compatibilidade e instruções de instalação do porta-fusível.
• Solicite a folha de dados específica do modelo, declaração ou documentação de teste; uma alegação genérica de “certificado pela IEC” é insuficiente.

Instalação e manutenção

Utilize um suporte e invólucro com classificação adequada, siga as instruções do fabricante quanto ao torque dos terminais e montagem, e isole o circuito fotovoltaico usando o procedimento exigido antes de manusear os elos fusíveis. Inspecione o suporte quanto a danos por calor ou conexões soltas nos intervalos especificados pelo plano de manutenção do local. Após a atuação de um fusível, encontre e corrija a falha antes de instalar um substituto com a especificação aprovada. Nunca faça um bypass em um fusível ou aumente sua classificação apenas para impedir uma operação repetida.

Erros comuns de seleção

• Usar um fusível apenas para CA em um circuito CC sem uma classificação CC apropriada.
• Supor que uma etiqueta de 1.500 V prova que o fusível pode interromper a corrente de falta disponível.
• Aplicar um fusível gPV fotovoltaico a um circuito de bateria sem evidências específicas para baterias.
• Selecionar a corrente nominal sem verificar a corrente máxima de fusível em série do módulo ou a proteção do condutor.
• Usar um suporte incompatível ou ignorar a redução de potência (derating) por temperatura e invólucro.

Perguntas frequentes

Cada string fotovoltaica requer um fusível gPV?

Não. O requisito depende da configuração do arranjo, possível corrente reversa, limites do módulo e normas locais. Confirme no projeto.

Um fusível gPV pode proteger um rack de baterias?

Não presuma que sim. A proteção de baterias possui uma norma IEC 60269-7 específica e condições de corrente de falta diferentes. Verifique a declaração exata do dispositivo e o projeto do sistema de baterias.

Uma maior capacidade de interrupção é sempre preferível?

A capacidade de interrupção deve cobrir a corrente de falta prospectiva calculada, mas não substitui as verificações corretas de tensão, corrente, suporte e coordenação.

Conclusão

Especifique fusíveis fotovoltaicos com base no projeto real do arranjo, não em um valor fixo de kA ou em um multiplicador de corrente universal. Explore os produtos de fusíveis CC da KUANGYA, e solicite a folha de dados exata do modelo gPV antes de fazer o pedido. Para o restante do esquema de proteção CC fotovoltaica, consulte nosso guia de proteção elétrica solar fotovoltaica e guia de proteção de inversores solares.