Um painel solar no telhado de um edifício representa um perigo para os bombeiros que um sistema montado no solo não apresenta: os condutores eléctricos estão numa estrutura que os bombeiros devem aceder, cortar e ventilar em condições de emergência. NEC 2020 Seção 690.12 — o requisito de desligamento rápido — aborda isso determinando que todos os condutores energizados dentro do limite do conjunto sejam desenergizados dentro de 30 segundos após o início do desligamento. Para qualquer projeto comercial de telhado permitido pela NEC 2020 ou posterior, a conformidade não é opcional.
O perigo de desligamento rápido aborda
Um sistema de inversor de string padrão, quando a desconexão CA é aberta, para de converter energia - mas as strings CC entre os módulos e o inversor permanecem energizadas enquanto a luz solar incide sobre o array. Uma string de 20 módulos a 40 V por módulo produz 800 V CC mesmo com o inversor totalmente offline. Os bombeiros que abrem um buraco no telhado para ventilar um incêndio encontrarão condutores energizados que o sistema elétrico CA do edifício não consegue controlar.
O desligamento rápido elimina esse perigo, garantindo que dentro de 30 segundos após o início do desligamento (por meio de um interruptor dedicado na entrada de serviço), todos os condutores dentro de 30 centímetros do limite do conjunto sejam reduzidos para 30 V ou menos. Abaixo de 30 V CC, o risco de choque e arco voltaico para o pessoal desprotegido cai abaixo dos níveis de risco de vida.
O que a Seção 690.12 da NEC 2020 exige
A NEC 2020 (adotada progressivamente pelos estados dos EUA a partir de 2020) reforçou os requisitos de encerramento rápido introduzidos na NEC 2017:
- Escopo: todos os sistemas fotovoltaicos em edifícios – telhado, fachada, BIPV. Os sistemas montados no solo em terreno aberto estão isentos.
- Limite de tensão: todos os condutores dentro do limite do conjunto devem estar com 30 V ou menos dentro de 30 segundos após o início do desligamento rápido.
- Limite da matriz: um perímetro de 1 pé ao redor da matriz. Todos os condutores dentro deste limite — incluindo caixas de junção de módulos, otimizadores CC e fiação entre módulos — devem atender ao limite de 30 V.
- Iniciação: um interruptor de desligamento rápido deve estar localizado na entrada do serviço de utilidade pública, claramente identificado e acessível aos bombeiros sem entrar no edifício.
- Indicação: uma indicação visual (normalmente uma luz ou sinal) deve confirmar que o desligamento rápido foi iniciado e que o conjunto está no estado de desligamento.
Arquiteturas de sistema compatíveis
| Arquitetura | Compatível com NEC 2020? | Como o desligamento é alcançado | Impacto nos custos |
|---|---|---|---|
| Eletrônica de potência em nível de módulo (microinversores) | Sim – inerentemente compatível | O microinversor de cada módulo para de converter quando a alimentação CA é removida no início do desligamento | Alto – os microinversores custam mais por watt do que os inversores string |
| Otimizadores de potência CC com inversor string | Sim – se os otimizadores suportarem o desligamento do MLPE | Os otimizadores são padronizados para um estado "seguro" de baixa tensão quando a comunicação do inversor é perdida | Moderado – custo do otimizador adicionado ao sistema inversor string |
| Inversor de string com dispositivo de desligamento rápido em nível de string (SRSD) | Sim — se o SRSD atender a 690.12 | O módulo SRSD dedicado corta a string DC no limite do array no sinal de desligamento | Menor que MLPE — um SRSD por string em vez de por módulo |
| Inversor string, sem dispositivos adicionais | Não - não é compatível com NEC 2020 | As strings DC permanecem energizadas em plena tensão; apenas o lado AC está isolado | N/A – não conforme |
| Inversor híbrido com transmissor de desligamento rápido integrado | Sim — se o inversor for certificado conforme UL 1741 SA com desligamento rápido | O inversor interrompe o MPPT e envia sinal de desligamento para dispositivos do lado do array | Semelhante a string + SRSD |
Dispositivos de desligamento rápido em nível de string (SRSDs): o caminho comercial com custo otimizado
Para sistemas comerciais com muitas strings e preferência por inversores de string, os otimizadores de nível de módulo em cada módulo são caros e aumentam a complexidade da instalação. Dispositivos de desligamento rápido em nível de string — um por string, instalado na borda do array — são a alternativa com custo otimizado. Eles funcionam mantendo um sinal de “habilitação” alimentado do inversor; quando o interruptor de desligamento rápido abre o circuito CA, o sinal de habilitação é perdido e o contato à prova de falhas do SRSD abre a cadeia CC em milissegundos.
SRSDs são significativamente mais baratos do que MLPE por módulo: um SRSD típico lida com uma string (10 a 25 módulos) por US$ 80 a US$ 150 instalados, versus US$ 80 a US$ 150 por módulo para otimizadores. Em um sistema de 500 kWp com 250 módulos (assumindo 2 módulos kW e 25 por string = 10 strings por inversor), a diferença de custo pode exceder US$ 30.000 instalados.
Requisitos de rotulagem e sinalização
NEC 2020 exige rotulagem específica em vários pontos:
- Interruptor de desligamento rápido: Etiqueta "SOLAR PV SYSTEM RAPID SHUTDOWN SWITCH", fundo VERMELHO, letras mínimas de 3/8".
- Na matriz: uma placa indicando que o sistema tem capacidade de desligamento rápido, posicionada para ser visível do ponto de acesso ao telhado.
- Diagrama do sistema: um diagrama unifilar do sistema fotovoltaico deve ser permanentemente afixado no local do interruptor de desligamento rápido.
- Dispositivo de indicação: uma luz visível ou sinal indicando o estado "SISTEMA EM DESLIGAMENTO RÁPIDO" quando o desligamento foi iniciado.
Desligamento rápido em jurisdições não-NEC
Fora dos EUA, os requisitos de encerramento rápido variam. A norma europeia IEC 60364-7-712 exige um interruptor de isolamento CA acessível no ponto de ligação à rede, mas não exige (a partir das edições atuais) a redução da tensão dentro do limite do conjunto para 30 V. No entanto, vários países europeus introduziram alterações nacionais que exigem dispositivos de segurança a nível de módulo ou de string para novos sistemas comerciais de telhado. O padrão alemão VDE-AR-E 2100-712, por exemplo, inclui requisitos para “baixa tensão segura” no conjunto em condições de emergência.
Para projetos no Médio Oriente e na Ásia Central que visam mercados de exportação ou que utilizam códigos referenciados nos EUA, confirme os requisitos de encerramento rápido com a autoridade local com jurisdição (AHJ). Contate-nos para discutir especificações de equipamentos para qualquer jurisdição — nossos inversores Sungrow são certificados de acordo com os padrões IEC, CE e UL e são compatíveis com os principais sistemas MLPE e SRSD para projetos em conformidade com NEC.
Impacto no design do sistema
A conformidade rápida com o desligamento deve ser considerada no projeto do sistema desde o início, e não adaptada após a revisão da licença:
- Especifique os requisitos de SRSD ou MLPE na RFQ para que os empreiteiros precifiquem corretamente
- O roteamento de string deve terminar em caixas combinadoras acessíveis ou pontos de montagem na borda do array para instalação do SRSD
- A chave de desligamento rápido deve ser incluída no diagrama unifilar submetido para permissão
- A lista de verificação de comissionamento deve incluir um teste ao vivo da função de desligamento rápido — consulte nosso guia de lista de verificação de comissionamento
- Os requisitos AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) sob NEC 2020 Seção 690.11 aplicam-se simultaneamente com desligamento rápido - alguns inversores incluem AFCI integrado