Aula 3

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AULA 3 
MATERIAIS E DISPOSITIVOS PARA 
SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO 
Prof. Cristiano Lewandoski 
 
 
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TEMA 1 – DIMENSIONAMENTO DE CABOS SOLARES 
Em uma instalação de equipamentos de energia solar, é comum que os 
módulos e inversores sejam os primeiros elementos que sejam planejados, porém 
os cabos para sistema fotovoltaico são responsáveis por levar a corrente elétrica 
dos módulos aos inversores e, por isso, precisamos tomar muito cuidado ao 
dimensionar. Os condutores elétricos possuem um papel importante tanto no 
desempenho quanto na segurança, e nesta aula vamos aprender um pouco mais 
sobre os cabos solares. 
1.1 Como dimensionar os cabos solares 
O dimensionamento de um cabo solar deve ser analisado e detalhado das 
condições de sua instalação e da carga total que deverá suportar. O cabo solar, 
quando mal dimensionado, representa um enorme risco de incêndio para o 
sistema fotovoltaico, principalmente quando está associado a um projeto de 
proteção ou seletividade inadequado. 
Abaixo, estão listados alguns fatores básicos que ajudarão a dimensionar 
um condutor com segurança. 
• Capacidade de condução de corrente. 
• Distância da carga do ponto de alimentação “Limites de queda de tensão”. 
• Tensão Nominal e frequência. 
• Método de instalação dos condutores. 
• Corrente de curto-circuito. 
• Potência ou corrente da carga utilizada. 
Sempre quando for realizar um projeto de um cabo solar, são necessários 
os dois primeiros critérios que é a capacidade de condução e limite de queda de 
tensão, sendo assim, as sobrecargas e a sobre correntes do sistema não afetem 
a sua isolação. A isolação dos condutores apresenta um limite máximo de 
temperatura em regime de serviço contínuo. 
Esse método de instalação consiste em determinar o valor da corrente 
máxima que percorrerá o condutor solar, sendo ele de cobre ou de alumínio, 
 
 
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sempre será de acordo com o modo de instalação que pode ser em tubulação de 
PVC, eletrocalhas ou tubulação metálica pesada, veja a Figura 1, NBR-5410. 
Figura 1 – Tabela de condutores BRB5410 
 
Fonte: engenharias.net, S.d. 
1.2 Tipos de isolamento 
A NBR 6251, apresenta os tipos de isolamento para cada tipo de aplicação. 
Na Tabela 1 abaixo, são apresentados os tipos de isolação dos condutores e suas 
nomenclaturas. 
 
 
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1.3 Tipos de cabos solar 
É interessante saber alguns conceitos sobre cabos elétricos. Segundo a 
norma ABNT NBR 5410:2014, eles são classificados em: 
• Condutor isolado (contém isolação e condutor). 
• Cabo unipolar (tem condutor isolado e capa para proteção mecânica). 
• Cabo multipolar (diversos condutores isolados com uma única capa 
protetora). 
As características dos condutores visam evitar o derretimento ou o 
desgaste da capa e isolamento. Os cabos condutores de um projeto fotovoltaico 
que interligam os componentes produzindo o fluxo de energia entre eles e 
permitindo o uso da energia solar como energia elétrica são projetados de acordo 
com o modelo do modulo fotovoltaico. 
• Cabo principal DC: esse cabo é responsável por fazer a ligação entre a 
“string box” do gerador com o inversor. Sempre é recomendado para 
situações em que a String Box não tem um IP65 que seja instalada em 
ambientes internos, devido ao fato de esses cabos serem sensíveis à 
radiação ultravioleta. Se não for o caso, será preciso proteger os cabos em 
eletrodutos para evitar danos. 
• Cabo solar de conexão dos módulos: os cabos solares dos módulos 
servem para fazer a conexão entre a caixa de junção e os módulos 
individuais do gerador. Assim, a corrente de energia que é produzida pelas 
https://itc.com.br/certificacoes-de-qualidade/
 
 
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células fotovoltaicas circula com segurança por todo o sistema fotovoltaico, 
evitando falhas e a ocorrência de curtos-circuitos. 
• Cabo CA: o cabo de alimentação CA é responsável por fazer a ligação 
entre o inversor solar e a rede da concessionária, essa conexão entre a 
concessionário usando o cabo até o inversor tem a proteção de 
“Disjuntores”. 
O fundamental em um projeto será sempre utilizar cabos que sejam 
resistentes, além de compatíveis com a tensão devido a isolação, os estresses 
mecânicos por tração e muito importante a parte térmica, o que aumenta a 
durabilidade e evita riscos em todo o projeto. Lembrando que a passagem de 
corrente elétrica faz com que eles sofram com o aquecimento e as intempéries, 
como ventos e chuvas, favorecendo a sua deformação pela ação do tempo. 
TEMA 2 – ATERRAMENTOS ELÉTRICOS 
Nas instalações fotovoltaicas, usamos o aterramento funcional (quando o 
arranjo fotovoltaico tem um condutor intencionalmente conectado à terra com o 
objetivo de garantir o correto funcionamento do sistema fotovoltaico, não tendo o 
objetivo relacionado à segurança) e o aterramento para proteção (ligação à terra 
de um ponto do arranjo fotovoltaico com propósito relacionado à segurança). 
Conforme a NBR 5410, há três esquemas de aterramento: TN (que possui 
três variantes), TT e IT. Para entender as siglas utilizamos os seguintes critérios: 
A primeira letra identifica a situação da alimentação em relação a terra, em que o 
“T” representa um ponto diretamente aterrado e a letra “I” representa uma isolação 
de todas as partes exposta em relação à terra ou aterramento de um ponto através 
de impedâncias. 
A segunda, letra representa a situação das massas da instalação em 
relação a terra, em que o “T” representa uma massa diretamente aterrada e a letra 
“N” representa massas ligadas ao ponto de alimentação aterrado. Tem-se a 
existência de eventuais letras que representam variações do esquema de 
aterramento previamente adotado e representam a disposição do condutor neutro 
e do condutor de proteção, em que o “S” representa as funções de neutro e de 
proteção asseguradas por condutores distintos, e a letra “C”, funções de neutro e 
de proteção combinadas em um único cabo ou condutor. 
 
 
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2.1 Esquema TN 
É um sistema de proteção em que é usado “TN” e que possui um ponto de 
alimentação diretamente aterrado e as massas são ligadas a ele através de cabos 
ou condutores de proteção. Segue o descritivo dos três tipos de Esquema TN. 
O sistema abaixo é o TN-S: esse esquema é projetado com condutores de 
neutro e de proteção, conforme demonstra a Figura 2. 
Figura 2 – Esquema TN-S 
 
Fonte: Exclusiva Engenharia, S.d. 
O sistema abaixo é o TN-C. Ele é projetado com um único cabo ou condutor 
com as funções de neutro e proteção combinadas, como pode ser visto na Figura 
3. 
Figura 3 – Esquema TN-C 
 
Fonte: Exclusiva Engenharia, S.d. 
 
 
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Abaixo, você encontra o esquema TN-C-S. Ele é projetado com um único 
cabo ou condutor que tem a função de neutro e proteção combinadas, como pode 
ser conferido na Figura 4. 
Figura 4 – Esquema TN-C-S 
 
2.2 Esquema TT 
O esquema “TT” possui um ponto de alimentação e massa da instalação 
diretamente aterrados a eletrodos de aterramentos distintos, conforme demonstra 
a Figura 5. 
Figura 5 – Esquema TT 
 
 
 
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2.3 Esquema IT 
O esquema “IT” possui as partes vivas isoladas da terra ou por um ponto 
de alimentação aterrado através de impedância, as massas da alimentação são 
aterradas, como observado na Figura 6. 
Figura 6 – Esquema IT 
 
TEMA 3 – ATERRAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO MICRO E 
MINIGERAÇÃO DISTRIBUÍDA (CORRENTE CONTÍNUA) 
É na norma de instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos NBR 16690 
que podemos encontrar uma regulamentação de instalações de corrente contínua 
até 1500 V, havendo também a “NBR5419 Proteção de estruturas contra 
descargas atmosféricas” para regulamentar a necessidade de aterrar as partes 
condutoras expostas dos arranjos fotovoltaicos (conjunto de módulos 
fotovoltaicos), para fins de proteção contra surtos provocados por descargas 
atmosféricas. 
Nesta aula, serão apresentadas as quatros opções para aterramento ou 
equipotencialização de arranjos fotovoltaicos:• Aterramento funcional das peças metálicas não energizadas. 
• Aterramento de proteção contra descargas atmosféricas. 
 
 
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• Barramento de equipotencialização, com a função de evitar potenciais 
elétricos diferentes dentro de uma mesma instalação. 
• Aterramento funcional do gerador fotovoltaico, em que se aterra um polo 
do arranjo fotovoltaico. 
O cabo cobre de aterramento deve ter a seção mínima de 6 mm² para as 
partes expostas, de acordo com a Figura 7. Para as partes condutoras expostas 
contra descargas atmosféricas, a seção mínima do cobre é de 16 mm². 
Figura 7 – Aterramento de um módulo (FV) 
 
Crédito: Cristiano Lewandoski. 
Mas é importante salientar que, para a corrente contínua, é essencial um 
barramento de equipotencialização para ligar inversor solar aos módulos 
fotovoltaicos do sistema, essa instalação tem como objetivo proteger a instalação 
de sobre tensões causadas por descargas elétricas. De acordo com a NBR 5419, 
o cabo de aterramento ou barramento de equipotencialização deve ser executado 
 
 
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fisicamente o mais próximo possível dos condutores energizados, reduzindo os 
riscos de danificar o sistema. 
Segundo a NBR 16690, em todos os arranjos fotovoltaicos que possuírem 
aterramento funcional, a ligação do aterramento deve ser feita em um único ponto 
e este deve ser ligado ao terminal de aterramento da instalação elétrica. 
Normalmente, existe uma grande distância entre os equipamentos do sistema 
fotovoltaico, sendo, desta forma, necessária a utilização de sistemas de 
aterramento distintos. Quando isto ocorrer, deve-se interconectá-los. Observe o 
exemplo da Figura 8. 
Figura 8 – Conexão de barramento de terra 
 
Crédito: Cristiano Lewandoski. 
Para utilizar a o aterramento TN em corrente alternada em suas variações, 
a conexão entre o circuito elétrico do projeto e o cabo terra é feito através do cabo 
de neutro. 
 
 
 
 
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TEMA 4 – DETERMINAÇÃO DA SEÇÃO DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO 
A norma NBR5410 descreve duas maneiras de dimensionar o condutor de 
proteção. A primeira seria através do cálculo de seção mínima do condutor, que 
não deve ser menor que o obtido pela equação: 
𝑆𝑆 = √𝐼𝐼²×𝑇𝑇 /𝐾𝐾 
Sabe-se que: 
S – Seção mínima do condutor (mm²). 
I – Corrente de falta (A). 
T – Tempo de atuação do dispositivo de proteção (s). 
K – Fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação 
e outras partes e das temperaturas inicial e final do condutor. 
O segundo método para dimensionar a seção do condutor de proteção é 
determinado pela Tabela 2. 
Tabela 2 – Segundo método para dimensionar a seção do condutor de proteção 
 
Fonte: ABNT NBR 5410, 2004, p. 150. 
Nos cabos terra de seção não padronizadas pela indústria, o projetista deve 
escolher o cabo que tenha seção mais próxima. A tabela de cabos acima só é válida 
para condutores que possuam mesmo material condutor. O cabo de proteção pode 
ter dois ou mais circuitos em comum. Quando realizar um projeto de instalação 
desta forma, deve-se instalar os cabos no mesmo eletroduto e calcular sua seção 
de acordo com um os dois métodos anteriormente. 
 
 
 
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TEMA 5 – DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS (DPS) 
Figura 9 – Caixa de DPS 
 
Crédito: Cristiano Lewandoski. 
O Dispositivo de proteção contra surtos, conhecido como DPS, tem a finalidade 
de proteger equipamentos eletrônicos conta surtos de tensão. Agem de modo a 
limitar sobre tensões transitórias e desviam as correntes de surto para o sistema 
de aterramento. Para proteger os equipamentos o DPS, deve apresentar uma alta 
impedância quando não acionado. Assim que o dispositivo identifica um surto de 
tensão, sua impedância diminui de forma que permita drenar as correntes de surto 
para o sistema de aterramento. Conforme a NBR5410, os DPS são divididos em 
três classes: 
 
 
 
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5.1 Classe I 
Especificado para proteger os equipamentos contra sobre tensões 
provocadas por descargas atmosféricas. Recomenda-se serem instalados em 
quadros de entrada, de acordo com a Figura 10. 
Figura 10 – DPS classe I 
 
Crédito: Jefferson Schnaider. 
5.2 Classe II 
Especificado para proteger os equipamentos contra sobre tensões provocadas por 
descargas indiretas e sobre tensões de manobras. Recomenda-se serem 
instalados em quadros de distribuição, conforme a Figura 11. 
Figura 11 – DPS classe II 
 
Crédito: Cristiano Lewandoski. 
 
 
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5.3 Classe III 
Especificado para proteger todo o circuito de terminação, impondo uma baixa 
tensão residual. Recomenda-se serem instalados próximos aos aparelhos 
eletrônicos que deseja proteger. 
Figura 12 – DPS classe III 
 
Crédito: Cristiano Lewandoski. 
Os sistemas fotovoltaicos devem utilizar esse tipo de dispositivo para 
proteger principalmente inversores e módulos fotovoltaicos. A realização da 
análise de risco seguindo a metodologia da NBR5419 é que vai definir se existe a 
real necessidade de utilização do DPS. 
A norma IEC 61643 orienta que devemos instalar os DPS com níveis de 
proteções inferiores aos suportados pelos equipamentos. A Tabela 3 a seguir 
mostra valores de tensões impulsivas que os equipamentos que compõem um 
sistema de geração fotovoltaico suporta. 
 
 
 
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Tabela 3 – Valores de tensões impulsivas suportadas pelos equipamentos 
componentes do sistema de geração fotovoltaico 
 
Fonte: Proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos contra surtos elétricos em instalações, 
2016, p. 220. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
ABNT. NBR NM IEC 60332-1. 2005. 
ABNT. NBR 16274: Sistemas Fotovoltaicos conectados à rede. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 
ABNT. NBR 16690: instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 
ABNT. 5410: Dimensionamento condutores. Associação Brasileira de Normas 
Técnicas (ABNT). 
ABNT. NBR 5419-4: Sistemas de Proteção Contra Descargas Atmosféricas 
SPDA. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 
ABNT. NBR 6251: cabos de potência com isolada ou extrusada de 1kv a 34,5kv. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 
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