(Exemplo) Inversores, o que são?

O que é um inversor?

Nos sistemas de geração de energia fotovoltaica, o inversor é um aparelho capaz de converter a energia gerada pelos painéis fotovoltaicos, que são em corrente e tensões contínuas (CC), em tensões e correntes alternadas (CA). Grande parte dos equipamentos que utilizamos em nosso dia a dia, como eletrodomésticos, motores e iluminação, são alimentados por corrente alternada.

Quais são os principais tipos de inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos?

Há diversos tipos e modelos de inversores disponíveis hoje no mercado. Cada um tem suas características, se adaptando melhor a diferentes condições e faixas de potência. A seguir serão listados os principais inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos bem como suas vantagens, desvantagens e quando são usados.

Os inversores chamados deoff gridsão utilizados em sistemas autônomos, desconectados da rede elétrica como em alguns sítios, motorhome e embarcações. Nesse tipo de sistema é necessário a utilização de um banco de baterias para armazenamento da energia gerada. Os painéis fotovoltaicos são conectados em um controlador de carga que faz o gerenciamento da corrente elétrica que alimenta a bateria e o inversor.

No mercado há vários tipos de inversores off grid de diversas potências e com tensões de entrada geralmente em 12V, 24V ou 48V. Estes inversores criam forma de onda e fornecem tensão elétrica em sua saída. O ideal é que a tensão se aproxime o máximo de uma onda senoidal pura, com baixa distorção harmônica, para isso utiliza-se o princípio da modulação de largura de pulso (PWM,Pulse Width Modulation), produzindo uma sequência de pequenas ondas quadradas de alta frequência aproximando a tensão de saída a uma senóide quase perfeita.

Os inversoresgrid tieoustring inverterssão utilizados normalmente em sistemas de microgeração e minigeração, de até algumas dezenas de quilowatts, conectados à rede. Dependendo do tamanho do sistema utiliza-se vários inversores ligados em paralelo para conseguir a potência desejada.

Ao contrário dos inversoresoff grid, ogrid tiefornece corrente elétrica alternada em sua saída, nunca tensão. O inversor opera sincronizado com a rede elétrica, onde esta passa a servir como referência de tensão e frequência. Quando há interrupção no fornecimento de energia elétrica na rede em que o inversor está conectado, ele utiliza a função de anti-ilhamento e se desconecta da rede, evitando que esta receba corrente elétrica vinda do sistema fotovoltaico. O recurso de anti-ilhamento é obrigatório, pois evita acidentes e garante segurança de pessoas, técnicos de manutenção, equipamentos e instalações na falta de energia da rede elétrica pública.

INVERSORES CENTRAIS

São inversores utilizados em sistemas de grande porte, normalmente com potências acima de 100 kWp, como os sistemas industriais, condomínios e usinas. Sua alimentação é feita por um grande número de módulos fotovoltaicos, concentrando várias strings (fileiras de módulos conectados em série) em um único inversor.

Uma desvantagem considerável na utilização dos inversores centrais é que, caso apresente algum problema e necessite de manutenção, a planta pode ficar parada sem produção acarretando prejuízo até seu conserto. Os inversores centrais apresentam menor custo e uma instalação mais simples quando se comparados com os inversores de menor porte como os Grid Tie.

MICRO INVERSORES

Os microinversores são inversores de baixa potência, normalmente abaixo de 1000 W, em que utiliza-se um dispositivo para cada módulo ou par de módulos fotovoltaicos. É comum encontrar no mercado micro inversores de potência próxima de 300W, 600W e até mesmo 900W.  

Apesar de serem ligeiramente mais caros que os inversoresgrid tie,  os micro inversores apresentam algumas características vantajosas como a otimização da energia gerada. Como os módulos são instalados individualmente por micro inversor, em caso de sombreamento, a geração de energia dos demais módulos não é afetada.  Esses equipamentos são uma boa opção no caso de telhados irregulares. Nesses sistemas o monitoramento da geração de energia é individual, tornando mais rápido a constatação de uma falha, facilitando sua manutenção.

Onde os inversores devem ser instalados?

Não há um local específico para a instalação dos inversores, porém deve-se levar em consideração alguns detalhes que podem ajudar na escolha do melhor local. O inversor é desenvolvido para trabalhar em ambientes agressivos, expostos ao tempo, mas para isso é necessário verificar o seu grau de proteção. A NBR IEC 60529 – Graus de proteção para invólucros de equipamentos elétricos (código IP) pode auxiliar na escolha do IP ideal para cada ambiente. Normalmente em locais abertos recomenda-se no mínimo IP55, resistente a poeira e jatos de água moderados.

Em empresas e residências deve-se evitar a instalação dos inversores muito longe dos módulos fotovoltaicos e do quadro de distribuição, pois quanto maior a distância, maior será o comprimento e a seção dos cabos, aumentando as perdas e o custo do sistema. Como foi citado anteriormente, os micro inversores já são instalados juntamente no local em que os módulos fotovoltaicos são fixados. Já nas usinas e sistemas maiores que utilizam os inversores centrais, é comum a construção de pequenas salas para abriga-los.

Como os inversores otimizam a produção de energia?

Uma função muito importante que a maioria dos inversores possuem é o chamado rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT – Maximum Power Point Tracking). O MPPT assegura que instantaneamente o inversor extraia máxima potência dos módulos fotovoltaicos, variando o valor de sua tensão de operação até o ponto em que o resultado da multiplicação da tensão com a corrente forneça a maior potência naquele determinado momento.

Um problema sério recorrente na geração de energia fotovoltaica é o sombreamento em painéis, no qual, a sombra em um único módulos compromete o funcionamento do método de MPPT e da geração de energia de todastring. Os micro inversores levam uma vantagem considerável nesse assunto, pois  possuem um MPPT para cada módulo ou no máximo para cada par de módulos, fazendo com que, caso haja sombra em apenas um módulo os demais produzam energia normalmente.

Em caso de sistemas voltados para orientação diferentes, por exemplo um conjunto de placas instaladas na água leste de um telhado e outro conjunto na água oeste, deve-se evitar conectar os módulos das diferentes águas em um mesmo MPPT. Para contornar essas situações alguns inversores, principalmente osgrid tie, possuem duas entradas de MPPT, otimizando a produção do sistema.

Obrigado! Até a próxima.

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