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Inversores – A proteção necessária à rede e ao sistema fotovoltaico

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Pixabay

Com diferentes tipos de inversores presentes no mercado, usuário deve estar atento à certificação do Inmetro

Alguns o chamam de “cérebro”, enquanto outros preferem intitulá-lo de “coração” do sistema. Fato é que as comparações dos equipamentos de sistemas de energia solar fotovoltaica a um corpo humano acabam simplificando e podendo criar noções errôneas aos usuários. Didaticamente: os inversores solares são os aparelhos responsáveis pela conversão de energia de um sistema, transformando, ou melhor, invertendo – daí o nome – as características de corrente contínua (CC), geradas pelos módulos fotovoltaicos, para corrente alternada (CA).

 

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Rodrigo Sauaia, da Absolar

“Os inversores fazem o monitoramento da rede. Apesar de outras possíveis atribuições, sua função primordial é proteger o sistema e a rede”, comenta Rodrigo Sauaia, presidente executivo da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR). O equipamento, juntamente com os controladores de carga, faz parte de um dos três diferentes blocos que compõem um sistema, no caso, o bloco de condicionamento de potência.

Os outros dois restantes são o bloco gerador, composto por módulos fotovoltaicos, cabos e estrutura de suporte, e o bloco de armazenamento, composto pelas baterias. Os inversores utilizados em sistemas fotovoltaicos isolados (off-grid) não podem, em caso algum, ser aplicados em sistemas conectados à rede (on-grid), uma vez que não possuem capacidade de interação com o sinal de corrente alternada da rede. Em sistemas on-grid, eles têm a finalidade de sincronizar o sistema com a rede pública de eletricidade.

 

Os tipos de inversores no mercado

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Inversor solar instalado em sistema de energia fotovoltaica próximo ao Rio Reno, na Alemanha

 

Existem três diferentes tipos de equipamentos presentes no mercado, classificados pelo tamanho. O primeiro são os micro inversores. São modelos geralmente com potência menor que 300W. “Normalmente, é conectado a um ou dois módulos. Traz como vantagens economia posterior ao projeto, desempenho elevado, versatilidade e possibilidade de composições e inclinações diferentes”, relata Sauaia.

“Além disso, podem atingir até 25 anos de garantia, o que corresponde ao mesmo período que a garantia de muitos módulos fotovoltaicos. Por outro lado, uma desvantagem é o elevado custo de investimento”, complementa. Muitos fabricantes defendem que cada micro inversor pode aproveitar o máximo da potência de cada módulo fotovoltaico. Estima-se que, nos Estados Unidos, esse tipo de tecnologia já detenha 40% das instalações residenciais.

 

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Típica residência americana com sistema fotovoltaico instalado

 

Outro tipo de equipamento são os inversores string, modelos de baixa potência, para portes menores. São maiores que os mini inversores. “São fileiras, trabalhando com blocos de módulos. Eles compartilham características elétricas”, diz Sauaia.  Podem trabalhar com 4, 10, 20 módulos e por aí vai. Cada módulo é conectado a uma das entradas de um inversor string. Num geral, são modelos com potência de até 100 kW.

Acima dessa potência, trabalham os inversores centrais. São modelos de grande porte, aplicados em usinas. São destinados a conjuntos ainda maiores, com centenas ou milhares de módulos fotovoltaicos. “Assim como os modelos string, eles operam normalmente com uma faixa de garantia de 10 a 15 anos”, comenta Sauaia. Quanto maior o inversor, menor o preço em termos de custo x potência. A escala aumenta, enquanto o preço diminui.

Há também as soluções híbridas, que misturam as características dos aparelhos voltados para sistemas isolados e conectados à rede. Surgiram a partir das baterias de fosfato e de íon-lítio. A solução é considerada como uma das que mais requer investimentos, apesar de uma inovação bastante interessante para o mercado.

 

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Instalação de um inversor em sistema grid tie – Pixabay

 

Para dimensionar o correto inversor para uma instalação, a conta é simples. Primeiramente, é necessário obter o consumo diário médio (CDM) de energia solar do projeto em estudo. É uma divisão do consumo mensal médio de energia elétrica pela quantidade de dias de um mês. Em seguida, basta apenas dividir o CDM pela radiação solar média (RSM) da cidade ou área em estudo para se obter a potência do inversor interativo mais adequada ao projeto.

Tome como exemplo uma residência cujo consumo mensal médio seja relativo a 600 kWh/mês, num local onde a RSM anual da cidade seja de 5 kWh/m². A RSM de uma cidade ou região pode ser facilmente encontrada no Atlas Solar de Energia Brasileiro. O link pode ser acessado por aqui, caso você tenha interesse. No exemplo que criamos, você verá que o inversor adequado terá a faixa de potência de 4 kW.

 

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Fórmula para dimensionamento do inversor

 

De qualquer forma, é primordial que estejam presentes profissionais capacitados, tanto para o dimensionamento quanto para a instalação dos equipamentos. Por fim, é importante também ressaltar a necessidade de testes presentes na norma técnica NBR 16149 e na Portaria nº 357, de agosto de 2014, para inversores com potência até 10 kW, que cobrem de residências a departamentos comerciais. Ou seja, isso significa que no Brasil não há ainda certificações para os modelos centrais.

“Eles precisam de etiquetagem do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro). Os ensaios para etiquetagem no Brasil são muito bons, acima inclusive da média internacional”, conclui Sauaia. O usuário deve estar sempre atento ao processo e privilegiar inversores que tenham passado pelos ensaios e obtido a certificação do Inmetro.

 

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Mapa brasileiro de geração distribuída fotovoltaica, de junho de 2016 – Elaborado por Enova Solar e Ion Energia – Fonte ANEEL

 

ION ENERGIA

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Rafael Pires, da ION Energia

Também focando nas vantagens sustentáveis agregadas, a ION Energia lembra questões importantes. “Como é utilizado basicamente em locais remotos, onde não chega energia elétrica, um ponto positivo é a não necessidade de investimento em linha de transmissão que acaba por remover ou deslocar povos e habitações de seus estabelecimentos. Além disso, é uma alternativa a usinas hidrelétricas, que destroem fauna e flora ou, ainda pior, usinas térmicas, que emitem grandes quantidades de CO2 no meio ambiente”, comenta o engenheiro Rafael Pires, gerente técnico e comercial da ION Energia.

Na visão da empresa, o mercado fotovoltaico tem crescido bastante de dois anos para cá. “Muitas fabricantes de módulos fotovoltaicos e de inversores já estão se instalando no Brasil, mesmo que a princípio estejam somente focadas em grandes usinas de leilões ganhos”, relata Pires. O Governo tem dado mais ênfase para a energia solar, tendo até inaugurado o primeiro sistema de geração distribuída solar fotovoltaica instalada no telhado do prédio do Ministério de Minas e Energia (MME).

 

 

ABB

Na visão da ABB, não há grandes dificuldades na viabilização dos sistemas isolados (off-grid). Apesar de fornecer todas as proteções elétricas para os sistemas isolados, a empresa não oferece inversores para o específico segmento. “Os inversores ABB são exclusivamente conectados à rede (on-grid) por uma questão de estratégia de atuação de mercado”, afirma Bruno Monteiro, diretor de marketing de produto da divisão de Eletrification Products da ABB Brasil.

 

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Inversor ABB
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Bruno Monteiro, Diretor de Marketing da divisão Eletrification Products da ABB Solar

Para os próximos meses, a empresa promete lançar um equipamento inovador no mercado. “Será um inversor híbrido (off-grid/on-grid), com baterias de íon-lítio já acopladas, chamado REACT”, revela Monteiro.

O inversor terá uma bateria embutida de 2 kWh, uma porta Wi-Fi integrada e capacidade de programar a operação de até quatro aparelhos com base na energia fotovoltaica disponível. A solução contará com até três módulos de bateria extras, permitindo aumentar a capacidade de armazenamento de energia do sistema em até 6 kWh.

 

 

 

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