Instalacao de energia solar: tipos de estrutura, cabeamento, protecoes eletricas e os erros que causam infiltracao

Estrutura de fixacao + cabeamento dimensionado + protecoes eletricas + comissionamento com testes = instalacao que dura 25 anos sem infiltracao, sem queima de inversor e sem perda de geracao. A maioria dos problemas em sistemas fotovoltaicos nao vem do painel ou do inversor — vem da instalacao. Gancho errado no telhado colonial causa goteira em 6 meses. Cabo subdimensionado perde 5% a 8% da energia gerada em calor. DPS ausente deixa o inversor vulneravel ao primeiro raio da temporada. E aterramento separado do sistema fotovoltaico, algo que a NBR 5410 proibe explicitamente, aparece em mais instalacoes do que deveria.

O passo a passo geral — da avaliacao do telhado a troca do medidor — ja esta coberto em outro guia. Aqui o foco e tecnico: o que acontece fisicamente no telhado, no quadro eletrico e entre os dois.

Estruturas de fixacao: 4 tipos pra 4 telhados

Cada tipo de telhado exige um sistema de fixacao diferente. Usar a estrutura errada e o caminho mais curto pra infiltracao, desalinhamento de paineis e, em casos extremos, modulos arrancados pelo vento.

Telhado colonial (ceramica ou concreto) e o mais comum no Brasil, presente em cerca de 60% das residencias. A fixacao usa ganchos de aluminio que encaixam na costura entre duas telhas, sem furar nada. O gancho segura um trilho de aluminio (perfil com 2 a 4 metros), e os paineis sao grampeados ao trilho. O segredo esta em apoiar o gancho na terca ou caibro, nunca so na telha. Telha ceramica suporta carga limitada — se o gancho pressionar o corpo da telha em vez da costura, ela trincha e a chuva entra.

Telhado de fibrocimento (Eternit, Brasilit) exige suporte em L parafusado diretamente na terca ou viga da estrutura. A telha de fibrocimento e fragil: nao suporta carga pontual e racha com facilidade se o instalador pisar no lugar errado. O parafuso atravessa a telha e a veda-rosca (ou fita vedante) impede a entrada de agua. Sem vedacao, goteira garantida. Sistemas em fibrocimento precisam de laudo estrutural quando a cobertura tem mais de 15 anos — o material perde resistencia com o tempo.

Telhado metalico (trapezio ou standing seam) usa mini trilhos fixados com parafusos autobrocantes na crista da telha. E a fixacao mais rapida e a que menos oferece risco de infiltracao, porque o parafuso entra na parte mais alta — agua corre pra baixo. O ponto critico e a vedacao com fita EPDM (borracha sintetica) entre o parafuso e a telha, e o cuidado com corrosao galvanica quando metais diferentes entram em contato (aluminio do trilho + aco galvanizado da telha). Anilha isolante resolve.

Solo dispensa telhado. Estruturas de perfil metalico cravadas com estacas ou apoiadas em bases de concreto. Instalacoes em solo permitem orientacao e inclinacao ideais (diferente de telhados existentes), mas exigem terreno plano, drenagem adequada e controle de vegetacao pra evitar sombreamento por mato crescendo entre as fileiras. Comum em usinas e propriedades rurais.

O peso total do conjunto (paineis + estrutura) fica entre 12 e 15 kg por metro quadrado na maioria dos casos. Um sistema de 8 paineis de 550W ocupa cerca de 18 m2 e adiciona aproximadamente 250 kg ao telhado. Estruturas residenciais convencionais suportam esse peso sem reforco, mas telhados antigos, de madeira deteriorada ou com problemas estruturais precisam de laudo de engenheiro civil antes da instalacao. O integrador serio pede fotos da estrutura do telhado (por dentro) antes de fechar orcamento.

Orientacao e inclinacao: o angulo que muda a geracao em ate 25%

O painel fotovoltaico gera mais energia quando os raios solares chegam perpendiculares a sua superficie. No Brasil, que esta no Hemisferio Sul, a orientacao ideal e voltada pro norte geografico (azimute 0 graus). A inclinacao ideal e aproximadamente igual a latitude do local — em Sao Paulo, perto de 23 graus; em Fortaleza, 4 graus; em Porto Alegre, 30 graus (CRESESB/INPE).

Na pratica, poucos telhados estao perfeitamente voltados pro norte. E tudo bem. A faixa de perda aceitavel e mais ampla do que muita gente imagina. Desvios de ate 30 graus pro leste ou oeste (azimute -30 a +30) causam perdas anuais inferiores a 2% da geracao (CRESESB/INPE, Atlas Solarimetrico). Voltado pro leste ou oeste puro (azimute 90), a perda sobe pra 12% a 20%. Voltado pro sul, passa de 25% e geralmente inviabiliza o projeto — a nao ser que o telhado sul receba paineis bifaciais e o calculo de payback ainda feche.

Quanto a inclinacao, a regra pratica e: inclinacao igual a latitude menos 5 graus. Isso maximiza a captacao anual considerando que o Brasil recebe mais irradiacao no verao (quando o sol esta mais alto). Mas a NBR 16690 estabelece inclinacao minima de 10 graus pra garantir que a chuva escorra e lave os paineis naturalmente. Abaixo de 10 graus, sujeira acumula mais rapido e a limpeza manual vira necessidade frequente.

Pra quem tem telhado com duas aguas em direcoes opostas, inversores com 2 MPPTs resolvem: uma string em cada agua, cada MPPT rastreando o ponto otimo de cada orientacao separadamente. E a situacao mais comum em casas brasileiras com telhado em V.

Cabeamento CC e CA: secao minima, queda de tensao e a NBR 16690

Cabo subdimensionado e dinheiro perdido em calor. A energia que deveria chegar no inversor se dissipa no caminho — e o dono do sistema nem percebe, porque o inversor nao reclama. Ele simplesmente gera menos.

A NBR 16690 (instalacoes eletricas de arranjos fotovoltaicos) e a NBR 16612 (cabos para aplicacoes solares) definem os requisitos. O cabo solar CC precisa suportar temperatura de operacao de ate 90 graus celsius em regime permanente e exposicao a radiacao UV. Cabo de cobre comum (tipo Flexivel 750V) nao serve pro trecho exposto no telhado — degrada em 3 a 5 anos com sol e chuva.

A secao minima do condutor CC depende de dois criterios: capacidade de corrente e queda de tensao. Pela norma, o cabo deve suportar no minimo 1,25 vezes a corrente de curto-circuito (Isc) do arranjo. Num painel de 550W com Isc de 14A, uma string de 6 paineis em serie mantem os mesmos 14A — entao o cabo precisa suportar pelo menos 17,5A. Cabo solar de 4 mm2 suporta 32A, e de 6 mm2 suporta 42A. Ambos atendem a corrente, mas a queda de tensao e o que define a escolha final.

A queda de tensao maxima recomendada no trecho CC (paineis ate inversor) e de 1% a 2%. Num sistema de 3,3 kWp com 6 paineis em serie, a tensao da string fica em torno de 240V (6 x 40V Vmp). Se o cabo CC percorre 20 metros (ida e volta), cabo de 4 mm2 pode causar queda de 2,5% a 3% — acima do ideal. Cabo de 6 mm2 derruba essa queda pra 1,5% a 2%. Em residencias, 6 mm2 e a secao mais usada e a mais segura pro trecho CC. So use 4 mm2 quando a distancia entre painel e inversor for muito curta (menos de 10 metros total).

No trecho CA (inversor ate quadro de distribuicao), vale a NBR 5410 convencional. A secao depende da potencia do inversor e da distancia ate o quadro. Pra um inversor de 5 kW monofasico com disjuntor de 25A, cabo de 4 mm2 ou 6 mm2 atende na maioria das residencias.

Protecoes eletricas: DPS, disjuntores e aterramento

Sem protecao eletrica adequada, o primeiro surto atmosferico queima o inversor. Sem aterramento, o sistema inteiro vira risco de choque. A NBR 16690 e a NBR 5410 definem o que e obrigatorio — e nao e pouca coisa.

A string box CC e o quadro de protecao entre os paineis e o inversor. Dentro dela: DPS (dispositivo de protecao contra surtos) Classe II com tensao de trabalho de ate 1000V CC, fusivel ou disjuntor CC dimensionado pra pelo menos 1,25 vezes a corrente de curto-circuito do arranjo, e chave seccionadora pra desligar o circuito CC com seguranca durante manutencao. Cada circuito (CC e CA) precisa do seu proprio DPS — nao existe DPS universal que proteja os dois lados. O DPS deve ficar a no maximo 10 metros do inversor pra ser eficaz (Canal Solar, 2025).

No lado CA, o quadro precisa de DPS Classe II (275V CA), disjuntor CA dimensionado pra potencia do inversor e, idealmente, dispositivo DR (diferencial residual) pra protecao contra fuga de corrente. Algumas distribuidoras exigem DR como condicao de homologacao.

O aterramento e o ponto mais critico e mais negligenciado. A NBR 5410 e clara: o sistema fotovoltaico e a instalacao eletrica da residencia devem compartilhar o mesmo barramento de aterramento. Aterramento separado pra cada um e proibido — cria diferenca de potencial perigosa entre as malhas. A haste de aterramento (cobre ou cobreada) precisa ter no minimo 2,4 metros e a resistencia do aterramento deve ser inferior a 10 ohms. A estrutura metalica dos paineis, o inversor, a string box e o quadro CA — tudo conectado ao mesmo barramento por cabos de protecao (verde-amarelo).

O custo total das protecoes eletricas num sistema residencial de 5 kWp fica entre R$ 600 e R$ 1.200 (DPS CC e CA, disjuntores, aterramento, string box). Parece pouco perto do investimento total de R$ 15 mil a R$ 22 mil — e e. Mas e a diferenca entre um sistema que dura 25 anos e um que queima no primeiro temporal.

String sizing: quantos paineis por MPPT e por que isso importa

O dimensionamento da string (quantidade de paineis em serie por entrada MPPT do inversor) e um calculo que o projetista faz e o dono do sistema geralmente ignora. Mas errar aqui significa inversor que desliga sozinho no frio, paineis operando fora da faixa otima, ou ate queima do equipamento por sobretensao.

Todo inversor string tem tres parametros de tensao criticos: tensao maxima de entrada (ex: 600V para inversores monofasicos residenciais comuns), faixa de tensao MPPT (ex: 180V a 500V) e tensao minima de partida (ex: 150V). A string precisa respeitar os tres.

O calculo do numero maximo de paineis por string usa a tensao de circuito aberto (Voc) do painel corrigida pela temperatura minima historica do local. Quando faz frio, a tensao do painel sobe. Num dia de 0 graus celsius (comum no inverno do Sul), um painel com Voc de 45,5V e coeficiente de temperatura de -0,27%/graus pode chegar a 49V. Uma string de 12 paineis nessa condicao alcanca 588V — perigosamente perto do limite de 600V. O projetista precisa consultar a temperatura minima historica (dados INMET) e aplicar o coeficiente de temperatura do datasheet do painel.

O calculo do numero minimo usa a tensao de operacao (Vmp) corrigida pela temperatura maxima. Em dias de 40 graus celsius (comum no Nordeste e Centro-Oeste), a tensao do painel cai. Se a string ficar abaixo da tensao minima de MPPT, o inversor continua operando mas fora do ponto de maxima potencia — geracao cai 5% a 15%. Se ficar abaixo da tensao de partida, ele desliga.

Exemplo pratico com o Growatt MIN 5000TL-X (inversor popular no Brasil): tensao maxima 550V, faixa MPPT 80-500V, 2 entradas MPPT. Painel Canadian Solar HiKu7 CS7N-550MS: Voc 49,65V, Vmp 41,60V. Em Sao Paulo (temp. min. historica de ~5 graus, max. de ~38 graus): maximo 10 paineis por string, minimo 3 paineis. O sweet spot e 5-6 paineis por MPPT, com tensao na faixa de 200-250V — bem dentro da janela de operacao.

Quem tem microinversor nao precisa se preocupar com string sizing. Cada painel (ou par) tem seu proprio MPPT, e a tensao e otimizada individualmente. E uma das vantagens praticas do micro alem da resiliencia a sombreamento.

Comissionamento: os 6 testes que provam que a instalacao esta certa

Instalou, ligou, ta gerando. Pronto? Nao. O comissionamento e a etapa de verificacao que separa instalacao profissional de gambiarra. A NBR 16274 define os testes obrigatorios pra sistemas fotovoltaicos conectados a rede. A NBR 17193 (publicada em fevereiro de 2025) adicionou requisitos de seguranca, incluindo teste de protecao anti-ilhamento e, pra sistemas novos, o Rapid Shutdown (desligamento rapido de emergencia).

Os 6 testes essenciais do comissionamento:

1. Inspecao visual. Verificar fixacao dos paineis, integridade dos cabos, conexoes MC4 encaixadas ate o clique, ausencia de fios desencapados ou expostos ao sol, etiquetas de identificacao nos circuitos CC e CA, e conformidade com o projeto aprovado.

2. Continuidade do aterramento. Com multimetro, medir a continuidade entre todas as partes metalicas (estrutura, inversor, string box, quadro) e o barramento de aterramento. Resistencia deve ser proxima de zero. Se der infinito, tem conexao solta.

3. Resistencia de isolamento. Com megometro, aplicar tensao de teste (geralmente 500V ou 1000V CC) entre os condutores ativos e a terra. A resistencia de isolamento deve ser superior a 1 megaohm. Valor abaixo indica defeito no isolamento dos cabos ou do painel — risco de fuga de corrente e choque.

4. Tensao de circuito aberto (Voc). Com multimetro, medir a tensao CC da string sem carga. O valor deve estar dentro de 5% do esperado pelo calculo (Voc do painel x numero de paineis, corrigido pela temperatura). Se a tensao estiver muito abaixo, tem painel com defeito, conector MC4 com mau contato ou diodo de bypass queimado.

5. Corrente de curto-circuito (Isc). Com alicate amperimetro CC, medir a corrente da string em curto-circuito momentaneo (procedimento rapido, com EPI). O valor deve ser proporcional a irradiacao do momento. Se a corrente de uma string for muito diferente de outra em condicoes identicas, ha problema.

6. Teste anti-ilhamento. O inversor deve desligar em ate 2 segundos apos a queda da rede eletrica. E uma protecao obrigatoria que impede o inversor de energizar a rede quando ela esta desligada — risco de eletrocucao pra equipe de manutencao da distribuidora. A NBR 17193/2025 tornou esse teste obrigatorio na entrega do sistema.

O equipamento minimo pra comissionamento e um multimetro digital, um megometro e um alicate amperimetro CC. Pra quem quer ir alem, medidores de curva I-V (corrente-tensao) permitem diagnosticar problemas invisíveis aos testes basicos, como celulas trincadas por microfissuras. O integrador deve entregar ao cliente um relatorio de comissionamento com os resultados de cada teste. Se nao entregar, cobre.

7 erros de instalacao que custam caro

Esses sao os problemas que mais aparecem no Reclame Aqui, em foruns de integradores e nos laudos de seguro. Todos evitaveis.

1. Furar telha ceramica em vez de fixar na costura. O gancho colonial encaixa entre duas telhas, na costura. Instalador inexperiente fura a telha com broca pra parafusar direto — a telha racha, a agua entra e a goteira aparece na primeira chuva forte. Reparo envolve desmontar paineis, trocar telhas e refazer a fixacao. Custo: R$ 800 a R$ 2.000 so de mao de obra.

2. Nao vedar perfuracao em fibrocimento. Toda perfuracao em telha de fibrocimento precisa de veda-rosca, selante ou fita vedante. Sem vedacao, a agua escorre pelo furo e atinge a estrutura de madeira. Com o tempo, a madeira apodrece e o problema vai muito alem da goteira.

3. Cabo CC subdimensionado ou de tipo errado. Cabo Flexivel 750V exposto ao sol no telhado degrada o isolamento em 3 a 5 anos. Cabo solar (NBR 16612) resiste a UV, temperatura e intemperie por 25 anos. A economia de R$ 200 no cabo errado pode custar R$ 3.000 em recabeamento mais adiante.

4. Aterramento inexistente ou separado. Sem aterramento, qualquer fuga de corrente vira risco de choque. Com aterramento separado (uma malha pro solar, outra pra casa), a diferenca de potencial entre as malhas cria risco identico. A NBR 5410 exige barramento unico.

5. Conector MC4 nao encaixado ate o clique. O conector MC4 e a juncao entre cabos dos paineis. Se nao encaixar totalmente (ate ouvir o clique), a resistencia de contato aumenta, gera aquecimento localizado e pode causar arco eletrico. E a causa numero um de incendios em sistemas fotovoltaicos (Amphenol, 2025). Puxe os conectores depois de encaixar pra confirmar que estao travados.

6. String sizing ignorando temperatura local. Projetista que calcula a tensao da string sem corrigir pela temperatura minima historica pode criar uma string que ultrapassa a tensao maxima do inversor no inverno. O inversor entra em protecao, desliga e para de gerar ate a temperatura subir. Em cidades serranas do Sul e Sudeste, isso pode significar horas perdidas de geracao em dias frios e ensolarados — justamente os melhores dias de producao.

7. Sem DPS ou DPS mal dimensionado. Um raio nao precisa cair no telhado pra danificar o inversor. Surtos atmosfericos induzidos na rede eletrica queimam o inversor pelo lado CA. DPS ausente ou com tensao de protecao acima do limite do inversor e a mesma coisa que nenhuma protecao.

A calculadora de dimensionamento ajuda a definir a potencia do sistema, mas os detalhes da instalacao fisica dependem do integrador. Se voce esta cotando, pergunte especificamente: qual a secao do cabo CC, qual DPS sera usado, como sera feito o aterramento e se o comissionamento com relatorio esta incluso. Se o integrador nao souber responder com seguranca, procure outro. O guia de como contratar um integrador detalha o que verificar antes de assinar contrato, e o diretório de empresas de energia solar lista profissionais avaliados em 27 capitais brasileiras.

Perguntas frequentes

Qual norma regulamenta a instalacao de paineis solares no Brasil? A NBR 16690 (instalacoes eletricas de arranjos fotovoltaicos) e a norma principal. Ela trabalha junto com a NBR 5410 (instalacoes eletricas de baixa tensao), a NBR 16612 (cabos para aplicacoes solares), a NBR 16274 (comissionamento) e, desde fevereiro de 2025, a NBR 17193 (seguranca e entrega de sistemas fotovoltaicos).

Energia solar danifica o telhado? Se a instalacao seguir o metodo correto de fixacao pro tipo de telhado, nao. O que danifica e gancho errado, perfuracao sem vedacao ou instalador pisando nas telhas. Um sistema de 5 kWp adiciona cerca de 250 kg distribuidos em 18 m2 — peso que estruturas residenciais convencionais suportam.

Precisa trocar a fiacao da casa pra instalar solar? Na maioria dos casos, nao. O sistema solar se conecta ao quadro de distribuicao existente por um circuito dedicado (com disjuntor e DPS proprios). Se o quadro for muito antigo (sem DR, sem espaco pra novos circuitos) ou a fiacao nao atender a NBR 5410, pode ser necessaria uma adequacao. O integrador avalia isso na visita tecnica.

Quanto custa so a mao de obra da instalacao? A mao de obra (instalacao + projeto + homologacao) representa de 30% a 40% do custo total do sistema. Pra um sistema de 5 kWp que custa R$ 20 mil instalado, a mao de obra fica entre R$ 6.000 e R$ 8.000. Desse valor, cerca de R$ 1.400 a R$ 2.500 e instalacao fisica; o restante e projeto, ART, homologacao e logistica.

Instalacao em laje e diferente de telhado? Laje demanda estrutura propria de suporte (triangulos metalicos) pra dar inclinacao aos paineis, porque a laje e plana. O custo da estrutura e maior do que em telhado inclinado, e a carga por metro quadrado pode ser superior — exigindo laudo estrutural da laje. Lajes com impermeabilizacao precisam de cuidado extra pra nao perfurar a manta.