Em uma planta fotovoltaica industrial, uma falha nem sempre começa com a parada do inversor ou a perda completa de uma string. Muitas anomalias evoluem silenciosamente: uma conexão aumenta sua resistência elétrica, determinados módulos passam a produzir menos, a sujeira reduz gradualmente a geração ou um componente começa a operar em temperatura superior aos demais.
A manutenção especializada deve identificar essas alterações enquanto ainda existe oportunidade de intervenção planejada. A IEC 62446-2:2020 estabelece requisitos para manutenção de sistemas fotovoltaicos conectados à rede e aborda atividades preventivas, corretivas e relacionadas ao desempenho. Já a IEC 61724-1:2021 fornece diretrizes para monitoramento do desempenho fotovoltaico.
Na prática, isso significa combinar três fontes de informação: condição física dos componentes, medições elétricas e comportamento da geração.
Transforme a inspeção em busca por desvios
Em vez de percorrer a instalação apenas procurando componentes claramente danificados, uma inspeção técnica deve procurar diferenças entre elementos que deveriam apresentar comportamento semelhante.
Nos módulos, devem ser observados vidro, molduras, fixações, cabos, caixas de junção, sinais de degradação, sombreamento e acúmulo de contaminantes. Estruturas metálicas também merecem atenção quanto a corrosão, deformações e fixações inadequadas.
A sujeira não deve ser tratada apenas como questão estética. Poeira, resíduos industriais, material orgânico e outros contaminantes podem reduzir a irradiância efetivamente recebida pelas células. A necessidade e frequência de limpeza dependem das condições ambientais e do impacto observado sobre o desempenho.
A inspeção termográfica complementa essa avaliação porque permite comparar o comportamento térmico de módulos e componentes durante a operação. A IEC TS 62446-3:2017 estabelece requisitos para termografia infravermelha externa em módulos e plantas fotovoltaicas.
Um ponto quente, entretanto, não identifica sozinho a causa da anomalia. Irradiância, vento, reflexos, carga, ângulo de aquisição e condições ambientais interferem no resultado. O termograma deve direcionar a investigação, e não substituir o diagnóstico.
Compare antes de desmontar
Uma das ferramentas mais úteis em sistemas fotovoltaicos é a comparação.
Strings submetidas a condições semelhantes tendem a apresentar comportamento elétrico coerente. Quando uma delas apresenta corrente ou produção persistentemente inferior, surge um excelente ponto de partida para investigação.
Em vez de substituir imediatamente módulos ou conectores, deve-se comparar tensão, corrente, histórico de geração e condições de operação. Dependendo do caso, inspeção visual, termografia e medição da curva I-V podem aprofundar o diagnóstico.
A curva I-V permite avaliar o comportamento elétrico do circuito fotovoltaico, mas sua interpretação depende das condições em que foi obtida, principalmente irradiância e temperatura. Comparações realizadas sem controle dessas variáveis podem conduzir a conclusões inadequadas.
O mesmo princípio deve ser aplicado aos circuitos CC. Cabos, conectores, caixas de junção, dispositivos de seccionamento e proteção contra surtos precisam ser inspecionados quanto a deterioração, aquecimento, corrosão e danos mecânicos.
Uma conexão com resistência elevada pode gerar aquecimento localizado e perdas. Encontrar o aquecimento, porém, é apenas o primeiro passo. É necessário verificar montagem, compatibilidade dos componentes, integridade do conector e condição das terminações antes de definir a intervenção.
Leia o inversor como um histórico da instalação
O inversor não deve ser analisado somente quando entra em falha.
Alarmes, comportamento dos MPPTs, tensões, correntes, potência e temperaturas disponíveis no sistema de supervisão podem revelar alterações antes de uma indisponibilidade completa.
Alarmes recorrentes merecem atenção especial. Simplesmente reconhecer o evento e colocar o equipamento novamente em operação pode esconder um problema que continuará evoluindo.
Quando houver redução de potência, a investigação deve determinar se o inversor está realmente limitando a produção ou se existe menor disponibilidade de energia no lado CC. Comparar entradas e relacionar o evento à irradiância, temperatura e horário ajuda a separar as hipóteses.
A inspeção deve continuar no lado CA, considerando cabos, conexões, proteções, quadros, transformadores e demais equipamentos existentes até o ponto de conexão, conforme a arquitetura e o nível de tensão da planta.
Use a geração como instrumento de manutenção
Uma instalação pode permanecer operacional e, ainda assim, produzir menos energia do que deveria. Por isso, acompanhar apenas disponibilidade não é suficiente.
A IEC 61724-1:2021 apresenta terminologia, equipamentos e métodos para monitoramento e análise do desempenho de sistemas fotovoltaicos. Indicadores de geração devem ser relacionados às condições ambientais e operacionais para que perdas sejam interpretadas corretamente.
O gráfico técnico abaixo pode ser utilizado no artigo para representar essa lógica de acompanhamento.
A leitura pretendida não é estabelecer valores universais de geração. O gráfico deve mostrar como uma tendência de deterioração pode ser identificada e como a resposta da planta deve ser acompanhada após uma intervenção.
Por esse motivo, os valores apresentados no gráfico são normalizados para demonstrar o método de análise, não correspondendo a medições de uma instalação real.
Se uma string, inversor ou setor apresentar queda persistente em relação a referências comparáveis, a manutenção passa a trabalhar com uma anomalia localizada em vez de procurar falhas aleatoriamente.
Da anomalia à intervenção: feche o diagnóstico
Uma boa rotina de manutenção fotovoltaica envolve detectar o desvio, fazer uma inspeção direcionada, realizar medições elétricas, confirmar a causa, realizar a intervenção e conferir o resultado.
Considere, por exemplo, um conjunto de strings cuja produção passa a ficar abaixo das demais. Primeiro confirma-se que a diferença não decorre de sombreamento, irradiância ou outra condição conhecida. Depois, inspeções e medições são direcionadas aos circuitos envolvidos.
Caso a termografia revele aquecimento em uma conexão pertencente justamente ao grupo com menor desempenho, existe uma correlação importante. Ainda assim, a conexão deve ser inspecionada e sua condição confirmada antes da substituição.
Depois da correção, o trabalho não terminou. A geração e as variáveis relacionadas precisam ser novamente comparadas para verificar se o comportamento esperado foi recuperado.
O histórico é parte do ativo
Fotografias, termogramas, curvas I-V, medições elétricas, alarmes, intervenções e indicadores de desempenho ganham valor quando podem ser comparados ao longo do tempo.
A IEC 62446-1 trata da documentação, inspeção e ensaios de sistemas fotovoltaicos conectados à rede, enquanto a IEC 62446-2 direciona especificamente as atividades de manutenção. O registro adequado permite que uma inspeção futura seja comparada à condição anterior em vez de começar novamente do zero.
Esse histórico também ajuda a distinguir uma ocorrência isolada de uma tendência de degradação.
Aumentar a vida útil de sistemas fotovoltaicos industriais, portanto, não depende de executar mais atividades de manutenção, mas de detectar desvios relevantes, confirmar tecnicamente suas causas e acompanhar o resultado das intervenções. Quando inspeção física, termografia, medições elétricas e análise de desempenho são integradas, a manutenção deixa de atuar apenas sobre falhas consumadas e passa a proteger disponibilidade, segurança e produtividade da planta.
Referências técnicas
- IEC. IEC 62446-1:2016+A1:2018. Photovoltaic (PV) systems – Requirements for testing, documentation and maintenance – Part 1: Grid connected systems – Documentation, commissioning tests and inspection. International Electrotechnical Commission.
- IEC. IEC 62446-2:2020. Photovoltaic (PV) systems – Requirements for testing, documentation and maintenance – Part 2: Grid connected systems – Maintenance of PV systems. International Electrotechnical Commission.
- IEC. IEC TS 62446-3:2017. Photovoltaic (PV) systems – Requirements for testing, documentation and maintenance – Part 3: Photovoltaic modules and plants – Outdoor infrared thermography. International Electrotechnical Commission.
- IEC. IEC 61724-1:2021. Photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring. 2nd edition. International Electrotechnical Commission.
- NREL; SANDIA NATIONAL LABORATORIES; SUNSPEC ALLIANCE. Best Practices for Operation and Maintenance of Photovoltaic and Energy Storage Systems. 3rd edition. Technical Report NREL/TP-7A40-73822, 2018.