Questão de Engenharia Elétrica — Geração de Energia — FGV 2022

Diodo de bloqueio em sistemas fotovoltaicos

Gabarito: letra A. O diodo de bloqueio tem a função de impedir a corrente reversa em um arranjo fotovoltaico, ou seja, evitar que a corrente flua de volta para os módulos quando eles não estão gerando (por exemplo, à noite ou em condições de sombreamento parcial). Essa é a função clássica desse componente em sistemas fotovoltaicos.

O diodo de bloqueio é um componente essencial em sistemas fotovoltaicos, especialmente em arranjos com múltiplos módulos em paralelo. Sua função é permitir a passagem da corrente no sentido normal (dos módulos para a carga ou inversor) e bloquear a corrente no sentido reverso. Isso protege os módulos contra correntes reversas que poderiam causar aquecimento, danos às células e perda de eficiência.

A necessidade do diodo de bloqueio surge principalmente quando há módulos em paralelo ou quando há sombreamento parcial em um arranjo. Em um arranjo em paralelo, se um módulo estiver sombreado ou com defeito, ele pode se tornar uma carga para os outros módulos, drenando corrente em vez de fornecê-la. O diodo de bloqueio, colocado em série com cada módulo (ou string), impede esse fluxo reverso.

É importante não confundir o diodo de bloqueio com o diodo de by-pass (ou diodo de desvio). O diodo de by-pass é conectado em paralelo com um grupo de células ou módulos e serve para desviar a corrente quando há sombreamento, evitando o ponto quente (hot spot). O diodo de bloqueio, por sua vez, é conectado em série e protege contra corrente reversa. Ambos são importantes, mas têm funções distintas.

A banca explora justamente essa confusão: o candidato pode associar o diodo a funções de retificação (letra D) ou de limitação de corrente (letra E), mas a função específica do diodo de bloqueio é a proteção contra corrente reversa.

Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alternativa A está correta porque descreve exatamente a função do diodo de bloqueio: impedir a corrente reversa em um arranjo fotovoltaico. Em um sistema fotovoltaico, o diodo de bloqueio é colocado em série com cada string de módulos para garantir que a corrente flua apenas no sentido desejado (dos módulos para o inversor/carga), evitando que, em condições de sombreamento ou à noite, os módulos se tornem cargas e drenem corrente dos demais. Essa proteção é fundamental para a segurança e a eficiência do sistema.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A alternativa B está incorreta porque o diodo de bloqueio não produz tensão no sistema fotovoltaico. A tensão é gerada pelos módulos fotovoltaicos (efeito fotovoltaico), e o diodo é apenas um componente de proteção que não tem capacidade de gerar tensão. A função de produzir tensão é exclusiva das células fotovoltaicas.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A alternativa C está incorreta porque o diodo de bloqueio não realiza a conexão à terra das placas fotovoltaicas. O aterramento é feito por meio de sistemas de aterramento específicos, como hastes de terra e condutores de proteção, seguindo normas como a NBR 5410 e a NBR 5419. O diodo de bloqueio é um componente de proteção contra corrente reversa, não tem relação com o aterramento.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A alternativa D está incorreta porque o diodo de bloqueio não retifica a tensão aplicada nas cargas. A retificação é função de retificadores, que convertem corrente alternada em corrente contínua. Em sistemas fotovoltaicos, a retificação pode ser feita por inversores (que convertem CC em CA), mas o diodo de bloqueio não tem essa função. Ele atua apenas no sentido de bloquear a corrente reversa.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A alternativa E está incorreta porque o diodo de bloqueio não limita a corrente de carga fornecida. A limitação de corrente é feita por dispositivos como controladores de carga, fusíveis ou disjuntores. O diodo de bloqueio não tem a função de limitar corrente; ele apenas impede o fluxo reverso, permitindo que a corrente flua normalmente no sentido direto.

Gabarito: letra A