O que são Barras Solares? - Teoria da Energia

Energia solar e painéis solares estão se tornando cada vez mais uma parte iminente de suas vidas. Quase todo mundo está familiarizado com o conceito de painéis solares e seu funcionamento. No entanto, além de painéis solares, termos como dedos de células solares e barramento solar também são importantes para o funcionamento de sistemas movidos a energia solar. Neste blog, vamos desvendar o que são barramentos solares, o que são dedos de células solares, qual é o propósito dos barramentos em células solares, etc.

O que são Barramentos Solares?

Um barramento solar é um tira fina de alumínio ou cobre encontrado entre células em um painel solar. Sua função é separar células solares e conduzir a corrente contínua que as células solares coletam dos fótons solares para o inversor solar. O inversor solar então converte a corrente contínua em uma corrente alternada viável.

O tamanho de uma barra de ônibus determina a quantidade máxima de corrente que pode ser transportada com segurança. Normalmente, em painéis solares, as barras de ônibus são tipicamente planas. Essa superfície plana fornece a elas uma alta proporção de área de superfície para área de seção transversal e, portanto, elas são capazes de dissipar calor de forma mais eficiente. O isolamento pode envolver completamente as barras de ônibus ou os isoladores podem suportar as barras de ônibus.

Na indústria solar, os barramentos são ligados aos painéis solares por conexões soldadas. Normalmente, eles estão contidos dentro de barramentos, painéis ou aparelhagens de manobra. Por outro lado, em painéis solares, os barramentos solares geralmente estão contidos em barramentos, com barramentos longos acomodados em coberturas protetoras. Qual é o propósito dos barramentos em células solares? Este tipo de arranjo permite que os novos circuitos se ramifiquem em qualquer lugar ao longo da rota dos barramentos. Isso cria ainda mais vários pontos de transmissão ao longo do conjunto solar. Com isso, você agora está ciente do que são barramentos solares e qual é o propósito dos barramentos em células solares.

O que são dedos de células solares?

Depois de aprender o que são barramentos solares e qual é a finalidade dos barramentos em células solares, vamos também explorar o que são dedos de células solares. As células solares de silício são metalizadas com tiras finas impressas em suas extremidades traseiras e frontais. Essas tiras de contato são chamadas de barramentos solares. Em células solares, quando os fótons atingem as células, os barramentos têm a finalidade de conduzir a energia elétrica CC gerada pela célula. Os dedos de células solares são dedos de grade metálica superfina posicionados perpendicularmente aos barramentos. Os dedos celulares são responsáveis por coletar os resíduos gerados corrente contínua e entregá-lo aos barramentos.

O que é a tecnologia e o módulo Multi Busbar?

Na indústria solar, há uma imensa demanda por painéis solares de alto desempenho, e isso também a um custo razoável. Essa demanda crescente está fazendo experimentos solares com a estrutura de células e módulos solares. Uma das principais modificações ou inovações feitas em painéis solares é incorporar vários barramentos em um painel.

Geralmente, as barras de ônibus solares são feito de cobre banhado com pasta de prata para melhorar. A condutividade atual no lado frontal. Isso também minimiza a oxidação no lado traseiro. Barramentos múltiplos também são empregados para conectar células solares. Isso ajuda a gerar eletricidade de alta voltagem.

Um painel incorporado com vários barramentos garante que você tenha alto potencial de economia de custos. Isso acontece porque o processo de metalização precisará de menos quantidade de revestimento de prata na parte frontal. Na fabricação de células solares fotovoltaicas, o processo de metalização desempenha um papel muito importante. Isso ocorre porque o revestimento de prata para a deposição de barramentos e dedos é uma das etapas mais caras na fabricação de células. O barramento múltiplo auxilia na diminuição da resistência total em série das células solares interconectadas. Com isso, você deve ter entendido o que é tecnologia de barramento múltiplo e o que é módulo solar de barramento múltiplo. Depois disso, vamos ver o que é barramento 9 em painéis solares.

O que é 9 Barramentos em um Painel Solar?

9 barramentos em painéis solares significam que o módulo nos painéis solares contém várias células com nove barramentos. Quanto mais barramentos os painéis solares tiverem, mais eletricidade eles podem conduzir. Antes disso, também havia alguns outros painéis solares do tipo barramento no mercado, como 3BB, 4BB e 5BB. Uma grade de barramentos e dedos caracteriza a superfície de uma célula solar padrão. Com isso, você deve ter entendido o que é barramento 9 em painéis solares. Agora, vamos aprender também como escolher um tamanho de barramento.

Leia também: O que é um barramento?

Como escolher o tamanho do barramento?

O cálculo do tamanho do barramento é uma etapa muito importante para evitar qualquer superaquecimento em um sistema elétrico. A maioria dos engenheiros elétricos, consultores e eletricistas usa uma regra comum para escolher um tamanho de barramento e isso é chamado de Método da Regra de Polegar. Anteriormente, o cálculo do tamanho do barramento era feito manualmente e é aqui que a regra de polegar os ajudou.

A Regra do Polegar estabelece a quantidade de corrente que um barramento de 1 mm quadrado (Sq.mm) pode suportar. Cobre e alumínio são os dois materiais comuns usados para produzir barramentos. Ambos têm sua própria capacidade de suportar correntes.

1 mm² de barramento de cobre pode sem cerca de 1.2 Amperes.
1 mm² de barramento de alumínio pode suportar quase 0.7 Amperes.

É óbvio que estes exemplos não são sinónimos de padrões internacionais porque você não consegue encontrar os valores de tolerância. Algumas pessoas podem usar um barramento de cobre para fornecer 1.5 Amps, enquanto outras podem usar um barramento de alumínio para fornecer 1 Amp.

Com o tempo, essa regra primitiva se tornou não confiável para altas correntes em mil ampères. Agora você precisa fazer um cálculo adequado com um padrão adequado. Com isso, você deve ter entendido como escolher um tamanho de barramento.

Quais fatores considerar ao calcular o tamanho do barramento elétrico?

Ao analisar e calcular o tamanho do barramento elétrico, aqui estão alguns fatores que você deve considerar:

Forças eletrodinâmicas e ressonâncias mecânicas em condições normais e extremas (defeituosas).
Distância mínima entre fase e terra e fase e fase e terra.
Selecionando o deadlock adequado do isolador de barramento.
Instalação de parafusos adequada e segura para múltiplas conexões de barramentos.
Efeitos térmicos produzidos pelo isolador e barramento tanto em condições normais quanto extremas (defeituosas).

Veja também: 11 Principais Fatores que Afetam a Eficiência do Painel Solar

Como dimensionar o barramento?

A corrente não é o único fator que determina o tamanho do barramento. O aumento de temperatura no barramento precisa estar de acordo com as especificações de padrões nacionais ou internacionais. Os padrões são-

1. Norma americana, ANSI C37.20

Esta norma estabelece que a temperatura máxima é cerca de 65â„ƒ mais alto do que a temperatura ambiente em 24 horas. A temperatura ambiente é de 40â„ƒ. Aqui, parafusos de terminação banhados a prata são usados. O aumento de temperatura permitido é de 30â„ƒ se não houver nenhum parafuso instalado.

2. Norma Britânica, BS 159

Esta norma estabelece que o aumento máximo de temperatura é cerca de 50â„ƒ mais alto que o temperatura ambiente em 24 horas. No seu pico, a temperatura ambiente é de 35â„ƒ a 40â„ƒ.

A ideia básica sobre como dimensionar um barramento de cobre é 1250 Amps/1 Sq.in (in2) ou 2 Amps/1 Sq.mm (mm2). No entanto, eles podem ser diferentes em alguns países. Esta é apenas uma decisão de primeiros socorros e para a decisão final você deve contar com mais fatores. Certifique-se de verificar o catálogo do fabricante antes de tomar a decisão final.

Do que depende o tamanho do barramento?

Além dos fatores que aprendemos anteriormente, há também algumas áreas de aplicação que você deve levar em consideração ao fazer o cálculo do barramento.

1. Quadro de distribuição principal: Para cada riser, há apenas uma saída. Isso reduziu o custo e o tamanho do painel principal.

2. Queda de tensão: Em barramentos, a queda de tensão é menor do que em fios elétricos. Isso ocorre porque os barramentos têm menor impedância.

3. Número de circuitos: Para todos os andares, apenas um circuito é necessário.

4. Tamanho do eixo: Normalmente, o tamanho de um barramento com uma classificação de corrente de 1600 A é 185 x 180 mm. Em comparação com fios elétricos que transportam a mesma quantidade de corrente, um barramento é significativamente mais barato para construir um eixo vertical do tamanho de um eixo.

5. Incêndio e Segurança: Os materiais isolantes usados nos barramentos não produzem efeitos corrosivos nem gases tóxicos que possam causar incêndio.

6. Tempo de instalação: O tempo de instalação do barramento é bem menor.

7. Nível de resistência a falhas: Barramentos têm classificações de corrente máxima muito mais altas. Normalmente, um riser de 1600 A pode suportar cerca de 60 – 70 kA.

Quais são os tipos de barramento?

Os barramentos estão disponíveis em vários tamanhos. Seus tamanhos são 100x10mm, 80x8mm, 50x6mm, 60x8mm, 40x5mm e 40x4mm. Seu uso na distribuição de energia depende de fatores como flexibilidade, custo, confiabilidade, etc. Ao selecionar seu arranjo, você deve considerar que o arranjo deve ser simples, fácil e barato. Além disso, o processo de manutenção não deve afetar o processo de distribuição de energia.

Os diferentes tipos de barramentos são explicados abaixo:

1. Arranjo de barramento único

O arranjo de barramento único é bastante fácil e simples. Neste tipo de arranjo, há um único ônibus com uma central telefônica. Os transformadores, geradores e alimentadores são conectados ao barramento.

O disjuntor controla os geradores, alimentadores, e transformador. Durante a manutenção, os isoladores são usados para isolar os alimentadores, geradores e transformadores da barra de distribuição.

Vantagens do arranjo de barramento único

A operação é fácil e simples
Menos manutenção
Custo mais baixo

Desvantagens do arranjo de barramento único

Em caso de qualquer falha neste tipo de arranjo, os alimentadores serão desconectados e toda a distribuição de energia será interrompida.
Ele não é muito flexível e é usado apenas em quadros de distribuição, pequenas subestações e pequenas usinas de energia, onde não há necessidade de distribuição contínua de energia.

2. Arranjo de barramento único com barramento seccionado

É um tipo mais utilizado em grandes estações. Neste arranjo, várias unidades são instaladas usando um ônibus seccionado. Aqui, são utilizados isoladores e disjuntores.

No arranjo, os isoladores são usados para separar a seção defeituosa para proteger o sistema do desligamento. Mesmo quando um disjuntor adicional é usado, não há aumento no custo.

Vantagens do arranjo de barramento único com barramento seccionado

É fácil remover a seção de falha e isso também sem qualquer perda na continuidade do fornecimento.
Em tais barras de ônibus, as seções individuais do barramento podem ser reparadas sem perturbar a seção geral da barra de ônibus.
Possui um reator limitador de corrente que auxilia na redução de falhas nas seções do barramento.

Desvantagens do arranjo de barramento único com barramento seccionado

O uso de adicionais o circuito disjuntores e isoladores no sistema aumentam o custo.

3. Arranjo de ônibus principal e de transferência

Este tipo de barra de ônibus é projetado por combinando o barramento principal e o tipo auxiliar. Isso é feito usando um acoplador de barramento para conectar os interruptores isolados e disjuntores. Em um caso de sobrecarga, usando um acoplador de barramento, a carga é transferida de um barramento para outro barramento. Neste caso, para transferir a carga, os potenciais dos dois barramentos devem ser semelhantes. Além disso, a barra principal deve ser aberta, bem como mantida mais próxima para transferir a carga.

Vantagens do arranjo de barramento principal e de transferência

Se ocorrer alguma falha, a principal vantagem é transferir a carga de um tipo para outro.

O custo de manutenção e reparo é menor.
Utilizando o potencial do barramento, os relés podem ser operados.
É muito fácil transferir a carga para qualquer outro ônibus.

Desvantagens do arranjo de barramento principal e de transferência

Como todo o sistema utiliza dois barramentos, o custo aumenta.
Se ocorrer alguma falha em qualquer uma das seções do barramento, todo o sistema poderá quebrar.

Veja também: 5 principais desvantagens do inversor híbrido

4. Disposição de disjuntor duplo de barramento duplo

Neste tipo de arranjo, duas barras de ônibus com dois disjuntores são usados. Então, não requer nenhum tipo especial de equipamento como um par de barramentos e um switch.

Vantagens do arranjo de disjuntor duplo de barramento duplo

Como não há perda de continuidade devido a falhas, ele oferece a mais alta confiabilidade e flexibilidade.
Embora a carga seja transferida de um barramento para outro, não haverá alteração na continuidade do fornecimento do sistema.

Desvantagens do arranjo de disjuntor duplo de barramento duplo

Devido aos dois barramentos e disjuntores adicionais, o custo do sistema, bem como sua manutenção, é muito maior. Esses tipos de sistemas de barramentos são usados em subestações.

5. Arranjo de barra de ônibus duplo seccionado

Neste tipo de arranjo de barramento, um tipo auxiliar também é usado com o sistema de barramento principal seccionado. Para manutenção e reparo, qualquer uma das seções do tipo principal pode ser removida. Essas seções podem ser conectadas a qualquer uma das barras de barramento auxiliares no sistema. Devido ao seu alto custo, não há necessidade de seccionar o auxiliar tipo.

6. Arranjo de um disjuntor e meio

Em tal arranjo de sistema, para 2 circuitos, 3 disjuntores são usados. Cada circuito neste sistema usará metade do disjuntor. Este arranjo é usado principalmente em grandes estações.

Vantagens do arranjo de um disjuntor e meio

Este tipo de sistema protege o sistema contra perda de fornecimento de energia.
Pode ser usado para operar relés.
Nesse arranjo, é muito fácil adicionar circuitos adicionais ao sistema.

Desvantagens do arranjo de um disjuntor e meio

Este tipo de sistema tem um custo de manutenção bastante alto.
Possui um circuito complexo devido ao sistema de relés.

Veja também: Quais são os 4 tipos de painéis solares?

7. Arranjo principal do anel

É um tipo de sistema que é dispostos em anel formulário. Isso é feito conectando o ponto final da barra de ônibus principal no sistema de volta com o ponto inicial.

Vantagens do arranjo principal do anel

Devido ao arranjo em anel, esse tipo de barramento tem dois caminhos disponíveis para alimentação. Então, as falhas não afetarão o funcionamento do sistema.
Sem afetar todo o funcionamento do sistema, as falhas de uma seção específica de todo o sistema podem ser reparadas.
Nesse arranjo, é fácil fazer a manutenção do disjuntor, sem causar nenhuma interrupção no fornecimento.

Desvantagens do arranjo principal do anel

Se algum dos disjuntores for aberto, o sistema ficará sobrecarregado.
Há chances de complicações ao adicionar um novo circuito.

8. Arranjo de malha

Este é um tipo de arranjo de barra de ônibus que é conectado por 4 disjuntores, que são instalados na malha. O circuito é tapado na frente do ponto do nó. A ocorrência de falhas em qualquer uma das seções pode abrir a malha formada pelos barramentos.

O arranjo de malha é usado em subestações onde requer um grande número de circuitos. Ele também fornece segurança contra falhas. Além disso, há uma falta de facilidade para comutação.

Barramentos estão se tornando cada vez mais partes de painéis solares, eles são eminentes para o funcionamento de sistemas solares, e, portanto, aprender sobre tais elementos é importante. Depois de ler este blog, você deve ter esclarecido todas as suas perguntas relacionadas a barramentos solares.

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