Avaliação do Aterramento de Usinas de Energia Solar

A crescente adoção de usinas fotovoltaicas como fonte de energia traz à tona a necessidade de garantir a segurança e a eficiência dos sistemas de aterramento.

A execução de um sistema de aterramento, por si só, não assegura que as correntes resultantes de uma falha elétrica sejam dispersadas de maneira segura para o solo.

Para que seja garantida a segurança das pessoas e equipamentos sensíveis a sobretensões, deve-se realizar a avaliação do desempenho do projeto de aterramento, utilizando modelos geoelétricos do solo e simulações dos potenciais por softwares especializados.

Esse post irá abordar de forma resumida os 5 principais passos do processo de validação de um projeto de aterramento:

1. Coleta de Dados:

• Resistividade do Solo: Realiza-se uma análise preliminar do solo da usina para determinar sua resistividade através de Sondagens Elétricas Verticais (SEV). A norma NBR 7117 estabelece os requisitos para medição da resistividade e determinação da estratificação do solo. Nesse processo é empregado o equipamento terrômetro (ou resistivímetro) de 4 hastes através do arranjo de Wenner.

Arranjo Wenner

Curvas Resistividade Aparente x Espaçamento Wenner (exemplo)

• Corrente de falta: A corrente crítica para a UFV é a de falta para a terra no barramento de média ou alta tensão pois é a corrente que vai fluir para o solo e que vai gerar gradientes de elevação de potenciais no solo (tensões de passo e de toque). Essa informação é obtida através dos Dados de Curto fornecidos pela Distribuidora de Energia.

Dados de Curto (exemplo)

2. Criação do modelo Geoelétrico do Solo

Com os dados de resistividade coletados, cria-se um modelo do solo que será usado na simulação.

Resist. do Solo em 3 camadas (exemplo)

3. Simulação

Utiliza-se software especializado para simular a performance do sistema de aterramento com base no modelo criado. O software calcula a elevação dos potenciais da malha e as tensões admissíveis de passo e toque. Existem dois tipos de softwares, um para malha de condutores ideais e outro para condutores reais (malha não equipotencial).

Gradientes da Tensão de Toque na UFV (exemplo)

Tridimensional das tensões de passo (exemplo)

Tridimensional das tensões de toque (exemplo)

4. Análise dos Resultados

Avalia-se se os valores de resistência de aterramento e tensões de passo e toque estão dentro dos limites aceitáveis considerando que o acesso de pessoas na usina deve ser realizado com os EPIs adequados, como por exemplo bota de uso de eletricista.

5. Ajustes e Recomendações

Se necessário, ajustam-se os componentes do sistema de aterramento como o anel de aterramento, reticulado e interconexões da malha, hastes e atém mesmo o uso de brita para otimizar a segurança. Geralmente um dos pontos críticos é o cercamento e como recomendação básica, preferencialmente esta deve estar isolada do restante da usina além de que em sua extensão devem conter pontos de seccionamento e sinalização com placas de risco de choque elétrico.

Conclusão

A validação do desempenho do aterramento de usinas fotovoltaicas através de modelos geoelétricos do solo e simulações por software é uma abordagem robusta que garante a segurança e eficiência do sistema de aterramento das instalações da usina.

Entre em contato com a ETC Energy para solicitar a avaliação do projeto de aterramento de sua usina.

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