Voc\u00ea certamente j\u00e1 deve ter ouvido falar sobre gera\u00e7\u00e3o de energia solar fotovoltaica. Essa tecnologia tem tido uma relev\u00e2ncia maior nos \u00faltimos 5 anos em nosso pa\u00eds e vem despertando curiosidade e interesse em v\u00e1rios segmentos, desde resid\u00eancias at\u00e9 mesmo grandes ind\u00fastrias.<\/p>\n
Mas afinal, o que \u00e9 um inversor?<\/strong><\/p>\n Nos sistemas de gera\u00e7\u00e3o de energia fotovoltaica, o inversor \u00e9 um aparelho capaz de converter a energia gerada pelos pain\u00e9is fotovoltaicos, que s\u00e3o em corrente e tens\u00f5es cont\u00ednuas (CC), em tens\u00f5es e correntes alternadas (CA). Grande parte dos equipamentos que utilizamos em nosso dia a dia, como eletrodom\u00e9sticos, motores e ilumina\u00e7\u00e3o, s\u00e3o alimentados por corrente alternada.<\/p>\n Quais s\u00e3o os principais tipos de inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos?<\/strong><\/p>\n H\u00e1 diversos tipos e modelos de inversores dispon\u00edveis hoje no mercado. Cada um tem suas caracter\u00edsticas, se adaptando melhor a diferentes condi\u00e7\u00f5es e faixas de pot\u00eancia. A seguir ser\u00e3o listados os principais inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos bem como suas vantagens, desvantagens e quando s\u00e3o usados.<\/p>\n OFF GRID<\/strong><\/p>\n Os inversores chamados de off grid s\u00e3o utilizados em sistemas aut\u00f4nomos, desconectados da rede el\u00e9trica como em alguns s\u00edtios, motorhome e embarca\u00e7\u00f5es. Nesse tipo de sistema \u00e9 necess\u00e1rio a utiliza\u00e7\u00e3o de um banco de baterias para armazenamento da energia gerada. Os pain\u00e9is fotovoltaicos s\u00e3o conectados em um controlador de carga que faz o gerenciamento da corrente el\u00e9trica que alimenta a bateria e o inversor. GRID TIE OU STRING INVERTER<\/strong><\/p>\n Os inversores grid tie ou string inverters s\u00e3o utilizados normalmente em sistemas de microgera\u00e7\u00e3o e minigera\u00e7\u00e3o, de at\u00e9 algumas dezenas de quilowatts, conectados \u00e0 rede. Dependendo do tamanho do sistema utiliza-se v\u00e1rios inversores ligados em paralelo para conseguir a pot\u00eancia desejada.<\/p>\n Ao contr\u00e1rio dos inversores off grid, o grid tie fornece corrente el\u00e9trica alternada em sua sa\u00edda, nunca tens\u00e3o. O inversor opera sincronizado com a rede el\u00e9trica, onde esta passa a servir como refer\u00eancia de tens\u00e3o e frequ\u00eancia. Quando h\u00e1 interrup\u00e7\u00e3o no fornecimento de energia el\u00e9trica na rede em que o inversor est\u00e1 conectado, ele utiliza a fun\u00e7\u00e3o de anti-ilhamento e se desconecta da rede, evitando que esta receba corrente el\u00e9trica vinda do sistema fotovoltaico. O recurso de anti-ilhamento \u00e9 obrigat\u00f3rio, pois evita acidentes e garante seguran\u00e7a de pessoas, t\u00e9cnicos de manuten\u00e7\u00e3o, equipamentos e instala\u00e7\u00f5es na falta de energia da rede el\u00e9trica p\u00fablica.<\/p>\n INVERSORES CENTRAIS<\/strong><\/p>\n S\u00e3o inversores utilizados em sistemas de grande porte, normalmente com pot\u00eancias acima de 100 kWp, como os sistemas industriais, condom\u00ednios e usinas. Sua alimenta\u00e7\u00e3o \u00e9 feita por um grande n\u00famero de m\u00f3dulos fotovoltaicos, concentrando v\u00e1rias strings (fileiras de m\u00f3dulos conectados em s\u00e9rie) em um \u00fanico inversor. MICRO INVERSORES<\/strong><\/p>\n s microinversores s\u00e3o inversores de baixa pot\u00eancia, normalmente abaixo de 1000 W, em que utiliza-se um dispositivo para cada m\u00f3dulo ou par de m\u00f3dulos fotovoltaicos. \u00c9 comum encontrar no mercado micro inversores de pot\u00eancia pr\u00f3xima de 300W, 600W e at\u00e9 mesmo 900W. Onde os inversores devem ser instalados?<\/strong><\/p>\n N\u00e3o h\u00e1 um local espec\u00edfico para a instala\u00e7\u00e3o dos inversores, por\u00e9m deve-se levar em considera\u00e7\u00e3o alguns detalhes que podem ajudar na escolha do melhor local. O inversor \u00e9 desenvolvido para trabalhar em ambientes agressivos, expostos ao tempo, mas para isso \u00e9 necess\u00e1rio verificar o seu grau de prote\u00e7\u00e3o. A NBR IEC 60529 \u2013 Graus de prote\u00e7\u00e3o para inv\u00f3lucros de equipamentos el\u00e9tricos (c\u00f3digo IP) pode auxiliar na escolha do IP ideal para cada ambiente. Normalmente em locais abertos recomenda-se no m\u00ednimo IP55, resistente a poeira e jatos de \u00e1gua moderados.<\/p>\n Em empresas e resid\u00eancias deve-se evitar a instala\u00e7\u00e3o dos inversores muito longe dos m\u00f3dulos fotovoltaicos e do quadro de distribui\u00e7\u00e3o, pois quanto maior a dist\u00e2ncia, maior ser\u00e1 o comprimento e a se\u00e7\u00e3o dos cabos, aumentando as perdas e o custo do sistema. Como foi citado anteriormente, os micro inversores j\u00e1 s\u00e3o instalados juntamente no local em que os m\u00f3dulos fotovoltaicos s\u00e3o fixados. J\u00e1 nas usinas e sistemas maiores que utilizam os inversores centrais, \u00e9 comum a constru\u00e7\u00e3o de pequenas salas para abriga-los.<\/p>\n Como os inversores otimizam a produ\u00e7\u00e3o de energia?<\/strong><\/p>\n Uma fun\u00e7\u00e3o muito importante que a maioria dos inversores possuem \u00e9 o chamado rastreamento do ponto de m\u00e1xima pot\u00eancia (MPPT \u2013 Maximum Power Point Tracking). O MPPT assegura que instantaneamente o inversor extraia m\u00e1xima pot\u00eancia dos m\u00f3dulos fotovoltaicos, variando o valor de sua tens\u00e3o de opera\u00e7\u00e3o at\u00e9 o ponto em que o resultado da multiplica\u00e7\u00e3o da tens\u00e3o com a corrente forne\u00e7a a maior pot\u00eancia naquele determinado momento.<\/p>\n Um problema s\u00e9rio recorrente na gera\u00e7\u00e3o de energia fotovoltaica \u00e9 o sombreamento em pain\u00e9is, no qual, a sombra em um \u00fanico m\u00f3dulos compromete o funcionamento do m\u00e9todo de MPPT e da gera\u00e7\u00e3o de energia de toda string. Os micro inversores levam uma vantagem consider\u00e1vel nesse assunto, pois possuem um MPPT para cada m\u00f3dulo ou no m\u00e1ximo para cada par de m\u00f3dulos, fazendo com que, caso haja sombra em apenas um m\u00f3dulo os demais produzam energia normalmente.<\/p>\n Em caso de sistemas voltados para orienta\u00e7\u00e3o diferentes, por exemplo um conjunto de placas instaladas na \u00e1gua leste de um telhado e outro conjunto na \u00e1gua oeste, deve-se evitar conectar os m\u00f3dulos das diferentes \u00e1guas em um mesmo MPPT. Para contornar essas situa\u00e7\u00f5es alguns inversores, principalmente os grid tie, possuem duas entradas de MPPT, otimizando a produ\u00e7\u00e3o do sistema.<\/p>\n Quais s\u00e3o os cuidados e prote\u00e7\u00f5es que o inversor necessita?<\/strong><\/p>\n Os equipamentos el\u00e9tricos precisam de alguns cuidados para manter seu bom funcionamento, e com o inversor n\u00e3o \u00e9 diferente. Pensando nisso os fabricantes tomaram algumas precau\u00e7\u00f5es durante sua produ\u00e7\u00e3o. O inversor possui um sistema de seguran\u00e7a que evita danos caso os cabos provenientes dos m\u00f3dulos fotovoltaicos forem ligados com a polaridade invertida. Outra caracter\u00edstica que o inversor possui \u00e9 de permitir uma determinada sobrecarga, ou seja, pode-se instalar uma quantidade de m\u00f3dulos com pot\u00eancia total acima da especificada pelo inversor. Quando a pot\u00eancia nominal \u00e9 atingida, a pot\u00eancia excedente \u00e9 desconsiderada.<\/p>\n Durante o processo de dimensionamento do sistema fotovoltaico, deve-se ter uma aten\u00e7\u00e3o especial para que a tens\u00e3o do conjunto de placas fotovoltaicas conectada no inversor n\u00e3o seja superior a sua m\u00e1xima tens\u00e3o de entrada, o que ocasionaria a queima do inversor.<\/p>\n Para uma melhor prote\u00e7\u00e3o do sistema fotovoltaico, utiliza-se a instala\u00e7\u00e3o de uma caixa denominada string box, geralmente pr\u00f3xima dos inversores. Nela s\u00e3o instalados fus\u00edveis ou disjuntores, chaves seccionadoras e dispositivos contra surtos (DPS), que tem o objetivo de proteger tanto o lado de corrente cont\u00ednua (entrada do inversor), quanto ao lado de corrente alternada (sa\u00edda do inversor para o quadro de distribui\u00e7\u00e3o).<\/p>\n <\/p>\n
\nNo mercado h\u00e1 v\u00e1rios tipos de inversores off grid de diversas pot\u00eancias e com tens\u00f5es de entrada geralmente em 12V, 24V ou 48V. Estes inversores criam forma de onda e fornecem tens\u00e3o el\u00e9trica em sua sa\u00edda. O ideal \u00e9 que a tens\u00e3o se aproxime o m\u00e1ximo de uma onda senoidal pura, com baixa distor\u00e7\u00e3o harm\u00f4nica, para isso utiliza-se o princ\u00edpio da modula\u00e7\u00e3o de largura de pulso (PWM, Pulse Width Modulation), produzindo uma sequ\u00eancia de pequenas ondas quadradas de alta frequ\u00eancia aproximando a tens\u00e3o de sa\u00edda a uma sen\u00f3ide quase perfeita.<\/p>\n
\nUma desvantagem consider\u00e1vel na utiliza\u00e7\u00e3o dos inversores centrais \u00e9 que, caso apresente algum problema e necessite de manuten\u00e7\u00e3o, a planta pode ficar parada sem produ\u00e7\u00e3o acarretando preju\u00edzo at\u00e9 seu conserto. Os inversores centrais apresentam menor custo e uma instala\u00e7\u00e3o mais simples quando se comparados com os inversores de menor porte como os Grid Tie.<\/p>\n
\nApesar de serem ligeiramente mais caros que os inversores grid tie, os micro inversores apresentam algumas caracter\u00edsticas vantajosas como a otimiza\u00e7\u00e3o da energia gerada. Como os m\u00f3dulos s\u00e3o instalados individualmente por micro inversor, em caso de sombreamento, a gera\u00e7\u00e3o de energia dos demais m\u00f3dulos n\u00e3o \u00e9 afetada. Esses equipamentos s\u00e3o uma boa op\u00e7\u00e3o no caso de telhados irregulares. Nesses sistemas o monitoramento da gera\u00e7\u00e3o de energia \u00e9 individual, tornando mais r\u00e1pido a constata\u00e7\u00e3o de uma falha, facilitando sua manuten\u00e7\u00e3o.<\/p>\n