Inversor solar

Converte a energia elétrica de corrente contínua, produzida pelos módulos fotovoltaicos, para corrente alternada.

Este equipamento tem a responsabilidade de inverter a energia que recebe, isto é, converter a energia elétrica de corrente contínua, produzida pelos módulos fotovoltaicos, para corrente alternada, aquela diretamente utilizada pelos consumidores. Para os sistemas isolados, a função praticamente é a mesma, mas existem outros dispositivos na cadeia de produção e o fluxo de energia é um pouco diferente, devido à presença do conjunto de baterias. Porém, como o foco da Integração Solar é sistemas conectados à rede, apenas as características dos inversores para esse tipo de aplicação serão abordadas a seguir (inversores grid tie ou interativos), lembrando que tais equipamentos são produzidos especificamente para cada tipo de sistema.

O que significa a conversão de energia?

O efeito fotovoltaico faz com que um fluxo ordenado e em sentido único de partículas com carga elétrica (elétrons) seja produzido nas células, daí o conceito de corrente contínua.

Por outro lado, praticamente todos os aparelhos e máquinas elétricas fazem uso da energia em que seu fluxo muda a direção de maneira periódica (mais econômica e simples de ser transmitida e distribuída, inclusive), caracterizando assim a corrente alternada. Mais do que isso, esta segunda deve atender certas especificações de frequência (50 Hz ou 60 Hz), número de fases (mono, bi ou trifásico), corrente e tensão (para o Brasil, 127 V, 220 V ou 380 V, majoritariamente). O inversor faz exatamente esse acoplamento, adequando a energia gerada aos parâmetros da rede elétrica.

Além disso, possui um outro papel, o de oferecer mais segurança ao sistema como um todo, intermediando a transformação energética e possibilitando, nos casos em que tal função é habilitada, o monitoramento remoto da produção de energia. O acompanhamento em tempo real do desempenho do sistema é um grande diferencial na hora de se otimizar a geração, permitindo também uma melhor manutenção preditiva, preventiva e corretiva através da análise dos dados coletados de desempenho do sistema.

Devido ao fato de estarem permanentemente conectados à rede da concessionária, a energia em corrente alternada deve ser fornecida dentro dos padrões mais altos de qualidade, evitando ao máximo anomalias na rede elétrica, as quais são detectadas pelos inversores on grid. Flutuações e quedas de tensão e frequência, por exemplo, são percebidas de forma imediata, ocasionando desligamentos automáticos dos próprios inversores como método de proteção ao sistema e a eventuais operadores humanos em rotinas de manutenção.

Classificação

De maneira geral os inversores interativos podem ser classificados em três tipos, de acordo com sua capacidade (potência) e o tamanho da respectiva estrutura construtiva: centrais, de “string” e microinversores.

CENTRAIS

As variantes de grande porte, destinadas aos projetos de amplas usinas solares, em que os arranjos fotovoltaicos são compostos por muitos módulos (em alguns casos, milhares de painéis são encontrados em conjunto).

STRING

Similares aos anteriores, mas de pequeno porte e usados em sistemas de baixa potência, isto é, em que os arranjos são formados por não mais que algumas dezenas de módulos. Basicamente a única diferença em relação aos primeiros reside na capacidade do inversor, sendo comumente os de “string” classificados com potência de até 100 kWp.

MICROINVERSORES

Os que surgiram mais recentemente, trazendo tecnologia superior e maiores benefícios para os sistemas, como será visto a seguir. Por isso, a Integração Solar opta por utilizar os microinversores em seus projetos, buscando sempre oferecer as melhores soluções para seus clientes.

Centrais/String vs. Microinversores

Centrais/String vs. Microinversores

Conceitos

O termo string

É utilizado também para se caracterizar um conjunto de módulos fotovoltaicos conectados em sequência e em série, daí a expressão dar nome também a um tipo de inversor.

De acordo com os recursos destes equipamentos, são disponibilizadas entradas para 1 string, 2 strings, etc, e cada string representa uma fila de módulos que podem conter quantas unidades forem necessárias para o projeto e permitidas pelo inversor, de acordo com os limites de tensão e corrente estabelecidos por cada entrada.

Arranjos

Tais informações são de extrema importância para entender como os arranjos fotovoltaicos devem ser feitos.

Pois estando os módulos conectados em série, ou seja, em uma string, eles devem apresentar as mesmas características, tanto em termos de construção (marca, modelo e potência), como de instalação (local, orientação e inclinação). Em outras palavras, o inversor enxerga, em cada uma de suas entradas, um conjunto único para os módulos conectados entre si, e é por isso que o comportamento individual de cada integrante deve ser o mais homogêneo possível. Esta é uma das questões que motivou o surgimento dos microinversores, que já tratam os módulos de maneira totalmente individual, ao invés de enxergarem como única toda uma sequência deles, como ocorre com os de string.

MPPT

Do inglês “Maximum Power Point Tracking”: Seguidor do Ponto de Máxima Potência.

Para aumentar a eficiência na conversão de energia, existe um recurso inerente aos inversores de string e que também foi incorporado posteriormente pelos microinversores: o MPPT. Os módulos fotovoltaicos apresentam atributos não lineares de corrente e tensão (ou seja, de potência) que variam conforme a radiação solar e a temperatura ambiente. O ponto de máximo rendimento do painel muda a cada instante seguindo tais parâmetros, pois a radiação varia ao longo do dia, por exemplo. Dessa forma, para se extrair o máximo do inversor, criou-se um sistema que permanece rastreando o ponto de máxima potência dos módulos de maneira constante a fim de garantir a operação sempre neste ponto, usufruindo assim do melhor dos dois componentes. Portanto, usualmente cada entrada do inversor vem acompanhada de um MPPT, seja ele de string ou um microinversor, mas enquanto o primeiro aplica esse conceito para vários painéis em conjunto, o segundo trata e extrai individualmente o máximo rendimento de cada módulo.

MICROINVERSORES

Foram concebidos para tratar os módulos de maneira singular e acabar com as restrições na instalação dos arranjos fotovoltaicos. Tratam-se de modelos com potência bem pequena (normalmente de 250 W a 1.000 W) e feitos para conexão, em sua maioria, a no máximo quatro módulos.

Salvo o tamanho, a única diferença “estrutural” em relação aos inversores de string é a capacidade/potência, pois os microinversores apresentam os mesmos requisitos, com vantagens importantes. E a eficiência na conversão de energia contínua em alternada é maior, pois se aproveita ao máximo o rendimento individual do módulo ao qual está conectado.

Dentre os benefícios de sua utilização, destacam-se:

Acompanhamento individual

Monitoramento completo e individualizado da geração de energia em cada módulo, o que possibilita a rápida detecção de painéis com baixo desempenho e agilidade na correção de eventuais problemas.

MPPT direcionado para cada módulo

Seguidores do Ponto de Máxima Potência individualizados, extraindo o melhor desempenho de cada painel.

Sombras pontuais

Problemas de sombreamento, sujeira e poeira afetam os módulos de maneira individual, sem implicar na redução da geração total do conjunto.

Estrutura flexível

Sistema altamente modular, com adição rápida e fácil de novos componentes para aumento da capacidade de geração.

Centrais
Micros

Nossa escolha

Pela grande quantidade de vantagens e elas apresentarem ganhos reais, tanto financeiros como de desempenho, a Integração Solar opta por realizar seus projetos prioritariamente com microinversores. E para compreender melhor as diferenças entre eles e inversores string, visite nosso comparativo.