Tensão nominal é a diferença de potencial elétrico para a qual um equipamento ou instalação elétrica é projetado. Representa o valor ideal com o qual um sistema elétrico opera em condições normais.
No caso de aparelhos elétricos, a tensão nominal é o valor que não deve ser excedido durante o funcionamento normal. É chamada de "nominal" porque é o valor de referência que caracteriza o equipamento, embora a tensão real possa variar dependendo das condições de operação.
Diferença entre tensão nominal e tensão real
A tensão real pode ser afetada por vários fatores principais:
Variações na carga do sistema
À medida que os dispositivos são conectados ou desconectados em um sistema elétrico, a demanda de corrente flutua. Essas variações podem causar mudanças na voltagem real, especialmente em redes elétricas mal reguladas.
Quedas de tensão em cabos ou conexões
Quando a corrente flui através de um condutor, parte da energia é dissipada como calor devido à resistência elétrica do material. Isso provoca uma diminuição da tensão na extremidade da carga, fenômeno que é mais pronunciado em instalações longas ou com cabos de seção inadequada.
Flutuações na geração de energia
Em sistemas de energia de grande escala, a geração de energia nem sempre é constante. Fatores como variabilidade em fontes renováveis (solar, eólica), falhas em usinas geradoras ou mudanças na demanda podem causar flutuações na tensão da rede.
Tensão nominal em sistemas fotovoltaicos
Em sistemas fotovoltaicos, a tensão nominal é um parâmetro fundamental que define o projeto e a operação do sistema elétrico. Refere-se à voltagem na qual os painéis solares, baterias e inversores operam e varia dependendo da configuração do sistema e de sua aplicação específica.
Painéis solares
Cada painel solar tem uma voltagem nominal, que normalmente fica na faixa de 12 V, 24 V ou 48 V em instalações residenciais e comerciais. Este valor representa a tensão aproximada que o painel gera sob condições de teste padrão (STC).
No entanto, a voltagem real pode variar dependendo de fatores como radiação solar e temperatura.
Bancos de baterias
Os sistemas que incorporam armazenamento de energia usam bancos de baterias com tensões nominais padrão de 12 V, 24 V ou 48 V. Uma tensão nominal mais alta no banco de baterias permite reduzir a corrente necessária para a mesma potência, diminuindo perdas nos cabos e melhorando a eficiência do sistema.
Inversores de energia
O inversor é o dispositivo que converte a corrente contínua (CC) gerada pelos painéis em corrente alternada (CA) para utilização na rede elétrica.
Sua tensão nominal deve corresponder à do sistema ao qual está conectado, tanto na entrada (painéis ou baterias) quanto na saída (rede doméstica de 230 V na Europa ou 120 V nos EUA).
Importância da tensão nominal no projeto do sistema
A escolha da tensão nominal em um sistema fotovoltaico impacta vários aspectos:
- Eficiência: sistemas de 48 V geralmente são mais eficientes que sistemas de 12 V , pois exigem menos corrente para a mesma potência, reduzindo perdas.
- Compatibilidade: Todos os componentes do sistema (painéis, baterias, controladores de carga e inversores) devem ser projetados para a mesma tensão nominal.
- Segurança e custo: Tensões mais altas significam correntes mais baixas, o que permite o uso de fios mais finos e reduz o superaquecimento, mas também pode exigir regulamentações de segurança mais rígidas.
Tensão nominal em diferentes sistemas elétricos
A tensão nominal varia dependendo do tipo de corrente utilizada no sistema elétrico:
Corrente alternada (CA)
É utilizado em redes de distribuição elétrica de alta, média e baixa tensão, sendo o padrão no fornecimento de energia elétrica para residências, indústrias e comércios. Sua principal vantagem é a facilidade com que pode ser transformado em diferentes níveis de voltagem, permitindo uma transmissão eficiente em longas distâncias.
Corrente contínua (CC)
É encontrado em baterias, dispositivos eletrônicos e pequenos eletrodomésticos. Ele também é usado em aplicações industriais, como sistemas de tração elétrica e armazenamento de energia renovável (por exemplo, painéis solares e baterias de reserva). Embora a transmissão CC de longa distância seja menos comum, ela é usada em linhas de alta tensão em projetos específicos devido à menor perda de energia em comparação à CA em certos casos.
Tensão nominal em cabos
No caso de cabos elétricos, a tensão nominal indica a tensão máxima para a qual eles foram projetados e determina os níveis de isolamento necessários. Normalmente é expresso como Uo/U , onde:
- Uo é a tensão nominal entre um condutor e o terra.
- U é a tensão nominal entre os condutores.
Diferença de potencial elétrico
Diferença de potencial ( ou voltagem) é a energia necessária para mover uma carga elétrica de um ponto a outro. É medido em volts (V) e é influenciado por:
- A carga total no sistema.
-
A distância entre os pontos de medição.
-
As resistências presentes no circuito.
A voltagem pode ser medida com um voltímetro e, dentro do Sistema Internacional de Unidades (SI) , sua unidade é o volt (V) .
Não confundir com a corrente nominal
A tensão nominal é a tensão na qual um dispositivo ou instalação elétrica foi projetado para operar com segurança, enquanto a corrente nominal é a quantidade máxima de corrente que um dispositivo pode suportar sem superaquecer ou ser danificado.
Por um lado, a tensão nominal é medida em volts (V) e depende do sistema elétrico ao qual o equipamento está conectado, enquanto a corrente nominal é medida em amperes (A) e é determinada pela carga conectada e pela capacidade dos condutores.
Ambos os parâmetros estão relacionados à potência elétrica pela fórmula P = V × I, mas desempenham funções diferentes no projeto e na proteção de sistemas elétricos.
Tabela com exemplos de tensões nominais típicas
| Aplicativo | Tipo de corrente | Tensão nominal |
|---|---|---|
| Rede elétrica residencial | QUE | 230V (Europa) / 120V (EUA) |
| Linhas de alta tensão | QUE | 110 kV - 400 kV |
| Baterias de carro | CC | 12V |
| Eletrônicos de consumo | CC | 5 V (USB), 19 V (carregadores de laptop) |
| Sistemas fotovoltaicos | CC | 12 V, 24 V, 48 V |