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Inversor híbrido: o que é e como funciona

Maximizar o uso de energia solar, reduzir a retirada de eletricidade da rede e otimizar os custos na conta de luz com um inversor híbrido

Se você precisa projetar um sistema fotovoltaico completo, para fazer escolhas direcionadas e evitar erros, recomendo que aprofunde o funcionamento dos diferentes componentes do sistema (inversor, bateria de armazenamento, tipo de painéis, etc.) e analise os hábitos (tipos de eletrodomésticos e dispositivos elétricos normalmente utilizados, horários de uso, etc.) e as necessidades do seu cliente.

Certamente você pode obter um suporte válido usando um software para cálculo do sistema fotovoltaico que o ajuda no dimensionamento, análise econômica, definição do esquema unifilar, etc.

Além disso, se deseja uma gestão inteligente da energia elétrica produzida por fontes renováveis, deve planejar desde o início o tipo de inversor e baterias de armazenamento a serem utilizados.

Neste artigo, falo sobre as vantagens do inversor híbrido. Descubra o que é, para que serve e como funciona.

O que é um inversor híbrido

Um inversor híbrido é um dispositivo eletrônico usado em sistemas de energia solar ou em outras aplicações de geração de energia renovável, que combina as funcionalidades de um inversor fotovoltaico (usado para converter a energia elétrica produzida pelos painéis solares em corrente alternada pronta para uso doméstico) com as de um inversor de armazenamento (usado para gerenciar as baterias de armazenamento).

Em outras palavras, um inversor híbrido permite gerenciar tanto a produção de energia solar quanto o armazenamento de energia em baterias. Este tipo de inversor é projetado para otimizar o autoconsumo da energia gerada pelos painéis solares, armazenando-a nas baterias de armazenamento e tornando-a pronta para uso quando o sol não está disponível (horários noturnos, dias chuvosos, etc.). Além disso, um inversor híbrido pode ser configurado para operar em modo de backup, fornecendo energia de emergência em caso de interrupção da rede elétrica.

A integração dessas funcionalidades em um único dispositivo oferece uma solução mais compacta e conveniente para sistemas de energia solar com armazenamento, permitindo uma gestão mais eficiente da energia elétrica gerada e armazenada.

Como funciona

O funcionamento de um inversor híbrido segue um fluxo operacional preciso que maximiza a eficiência da energia solar e otimiza seu uso de acordo com as condições externas. O processo se desenvolve tipicamente da seguinte forma:

  • manhã: o inversor híbrido direciona a energia produzida pelos módulos fotovoltaicos diretamente para as cargas domésticas para atender aos consumos em tempo real. Quaisquer excessos de produção não utilizados imediatamente fluem para a bateria de armazenamento, se presente. Esta fase é crucial para maximizar o autoconsumo, reduzindo ao mínimo a retirada de energia da rede.
  • Bateria completamente carregada: quando a bateria atinge sua capacidade máxima de carga, o excesso de energia produzida é direcionado para a rede elétrica. Em muitas situações, esse excedente pode ser vendido ao operador da rede em um regime de compensação local.
  • Noite: com o pôr do sol e a redução da produção direta dos módulos fotovoltaicos, o inversor híbrido entra em ação. Ativa a bateria de armazenamento para fornecer energia às necessidades da residência durante as horas noturnas. No caso em que a energia acumulada na bateria esteja completamente esgotada, o inversor híbrido ativa automaticamente a retirada de energia da rede nacional. Isso garante um fornecimento contínuo de energia mesmo quando a produção solar direta é limitada ou ausente.

Em resumo, o inversor híbrido oferece uma gestão inteligente da energia, permitindo a otimização do autoconsumo, a venda de energia excedente e o fornecimento contínuo de energia, garantindo uma transição suave entre as várias fontes disponíveis. Esse processo contribui para maximizar a eficiência geral do sistema e tornar o uso da energia solar mais prático e conveniente para os usuários domésticos.

Diferenças entre inversor normal e híbrido

A diferença principal entre um inversor normal e um inversor híbrido reside nas funcionalidades avançadas oferecidas por este último. Um inversor fotovoltaico tradicional converte a corrente contínua (CC) produzida por um sistema fotovoltaico em corrente alternada (CA) para uso doméstico. De fato, os painéis fotovoltaicos produzem corrente contínua, mas, uma vez que o sistema elétrico da casa utiliza corrente alternada, o inversor tem a função de transformá-la em alternada. É necessário que essa operação seja realizada com o máximo rendimento e é por isso que o valor de eficiência do inversor é um dos principais parâmetros a serem avaliados na escolha. Pode assumir diferentes formas, como um inversor centralizado para grandes parques fotovoltaicos, um inversor de string para sistemas de pequeno e médio porte, ou um microinversor para sistemas menores. Além dessa função básica, o inversor fotovoltaico deve garantir que o sistema funcione com o máximo desempenho. O sistema MMPT (Maximum Power Point Tracker) permite obter dos painéis sempre a máxima potência produzível em determinadas condições. Em todo caso, de forma geral, poderíamos dizer que seu papel principal é otimizar a produção e a retirada de energia dos painéis solares e gerenciar automaticamente os fluxos de energia para as cargas ou a rede.

Por outro lado, um inversor híbrido é um inversor fotovoltaico potencializado que vai além da simples conversão de corrente. Ele também funciona como um Battery Management System (BMS), ou seja, um sistema de gerenciamento das baterias. Isso significa que, além de converter a corrente contínua em corrente alternada, o inversor híbrido gerencia e coordena de forma inteligente, por meio de um software específico, também os fluxos de energia provenientes do sistema fotovoltaico, da bateria e da rede.

O inversor híbrido oferece diferentes modos de uso. Pode enviar eletricidade diretamente para as cargas para consumo imediato, armazená-la nas baterias para uso posterior quando o sol não está disponível, ou liberá-la na rede quando as baterias estão completamente carregadas. Essa flexibilidade permite maximizar o autoconsumo da energia solar, otimizando a eficiência geral do sistema e oferecendo uma solução completa para o gerenciamento de energia renovável e o armazenamento de energia.

Por fim, alguns inversores híbridos também têm o modo EPS (Emergency Power Supply) ou função anti black-out, que fornece energia elétrica para cargas prioritárias mesmo na ausência de fornecimento da rede.

Se você usar um software de projeto de sistema fotovoltaico, você tem a possibilidade de inserir no modelo de projeto o produto específico que escolheu na fase de análise. Na verdade, você tem à disposição uma rica biblioteca de objetos dedicados para a representação de quadros elétricos, geradores fotovoltaicos e inversores que você pode inserir em seu modelo 3D e usar para cálculos e análises de projeto. Os objetos da biblioteca são uma coleção dos artigos mais difundidos no cenário mundial. Se você não encontrar o modelo que se encaixa no seu caso, ainda pode criar novos objetos personalizados ou fazer alterações nos da biblioteca.

Dimensionamento de um sistema fotovoltaico com Solarius-PV -inversor híbrido

Dimensionamento de um sistema fotovoltaico com Solarius-PV

Vantagens

A conveniência de adotar um inversor híbrido se concentra no objetivo principal de maximizar o autoconsumo de energia. Integrar um dispositivo desse tipo em um sistema fotovoltaico com armazenamento permite aproveitar plenamente o potencial de autoprodução de energia e, consequentemente, reduzir ao mínimo os custos associados à conta de luz.

As vantagens do inversor fotovoltaico híbrido se manifestam plenamente na presença de um sistema de armazenamento, que permite armazenar a energia gerada pelo sistema fotovoltaico mas não imediatamente consumida. Atualmente, no mercado também estão disponíveis sistemas de armazenamento “híbridos” que integram em um único dispositivo também as funcionalidades de um inversor híbrido. Essa integração contém toda a eletrônica necessária em um único invólucro, melhorando o aspecto estético e reduzindo o volume total do sistema. Além disso, a unidade é controlada por um software unificado que aumenta a eficiência operacional geral.

O software de controle não apenas permite o monitoramento remoto do sistema fotovoltaico e das baterias de armazenamento, mas também oferece a possibilidade de atualizações e resolução de anomalias remotamente, melhorando ainda mais a confiabilidade e o gerenciamento do sistema.

Em resumo, se estiver considerando a instalação de um sistema fotovoltaico, a opção de incluir no projeto um inversor híbrido é recomendada, pois é flexível e aberta a futuros desenvolvimentos, especialmente à adição de um sistema de armazenamento. Se o objetivo for maximizar a economia de energia ao longo do tempo, a opção ideal é integrar desde o início um sistema de armazenamento híbrido. Essa escolha não apenas contribuirá para buscar o objetivo da independência energética, reduzindo significativamente os custos elétricos, mas também terá um impacto positivo no meio ambiente, reduzindo as emissões nocivas na atmosfera.

 

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