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O que são inversores fotovoltaicos

Descubra todas as características dos inversores fotovoltaicos e utilize este guia para escolher o melhor para o seu projeto

No vasto panorama da energia solar, os inversores fotovoltaicos desempenham um papel crucial, atuando como o coração pulsante nos sistemas fotovoltaicos. Neste artigo, exploraremos em detalhes o papel fundamental dos inversores no processo de geração de energia solar e sua necessidade na conversão da corrente contínua em corrente alternada.

No final deste artigo, você também poderá assistir a dois vídeos curtos que mostram como operar com uma ferramenta de projeto de sistemas fotovoltaicos e, portanto, como escolher e configurar um inversor.

Sistema fotovoltaico com modelador 3D BIM -inversores fotovoltaicos

Sistema fotovoltaico com modelador 3D BIM

O que é um sistema fotovoltaico?

Antes de começarmos a falar sobre os inversores fotovoltaicos e todas as suas características, façamos uma breve introdução ao sistema fotovoltaico.

Um sistema fotovoltaico é um sistema elétrico avançado que aproveita uma fonte inesgotável como o sol e pode ser dividido principalmente em duas categorias:

  1. sistemas conectados à rede
    • integração com os sistemas elétricos convencionais residenciais ou industriais;
    • uso alternado ou combinado com a rede elétrica para atender às necessidades energéticas do usuário final;
  2. sistemas autônomos
    • projetados com sistemas de bateria para garantir continuidade de serviço, assegurando a entrega de energia mesmo durante as horas noturnas ou ausência de irradiação solar suficiente.

Produção de eletricidade a partir de um sistema fotovoltaico

Um painel fotovoltaico contém células fotovoltaicas que convertem a energia solar em eletricidade. Essas células, compostas por semicondutores como o silício, formam módulos solares. Quando absorvem a luz solar, liberam elétrons, a base da eletricidade. Os elétrons movidos através do semicondutor criam um desequilíbrio de carga, gerando um potencial de tensão semelhante a uma bateria.

Componentes principais de um sistema fotovoltaico

O sistema fotovoltaico é composto pelos seguintes elementos:

  1. módulos fotovoltaicos – captam a energia solar para produzir eletricidade;
  2. estruturas de suporte dos módulos – sustentam e fixam os módulos no telhado, otimizando a exposição solar;
  3. inversor – converte a corrente contínua (CC) produzida pelos módulos em corrente alternada (CA) utilizável por residências ou indústrias. Utiliza dispositivos de proteção para garantir a segurança do sistema;
  4. cabos elétricos – transportam a energia do sistema para as cargas.

Além disso, existem componentes adicionais, como os seguintes:

  1. sistema de monitoramento – permite o monitoramento remoto da produção, do consumo e do estado do inversor;
  2. sistema de armazenamento – sistema inovador para melhorar a eficiência, permitindo o armazenamento da energia produzida durante o dia para uso em momentos sem produção solar, maximizando o autoconsumo.

Os sistemas fotovoltaicos, além de gerar energia sustentável, incorporam tecnologias adicionais para otimizar o desempenho e oferecer soluções inovadoras na produção e armazenamento de energia.

O que é um inversor fotovoltaico?

O inversor fotovoltaico, também conhecido como inversor solar, é uma parte indispensável de um sistema fotovoltaico. Sem ele, a eletricidade gerada pelos painéis solares seria intrinsecamente incompatível com a rede elétrica doméstica e com os dispositivos que pretendemos alimentar por meio do autoconsumo.

Sua principal função é converter a corrente contínua (CC) produzida pelos painéis solares em corrente alternada (CA), tornando-a adequada para uso diário em nossas casas. Sem essa transformação, a energia gerada permaneceria impraticável no âmbito doméstico.

Mas o inversor não é apenas um conversor de corrente; é muito mais. Otimiza a produção geral de energia, garantindo que o sistema fotovoltaico opere no máximo de suas capacidades. Essa otimização não apenas maximiza a eficiência do sistema, mas também permite um uso mais inteligente da energia solar, reduzindo desperdícios e maximizando o rendimento.

Além disso, o inversor também é necessário para atender a outros aspectos muito importantes, como:

  1. otimização da produção de energia: essa otimização é fundamental para maximizar o desempenho geral do sistema;
  2. fornecimento de dispositivos de proteção integrados: cada inversor fotovoltaico é equipado com dispositivos de proteção integrados. Esses componentes são essenciais para garantir a segurança do sistema solar em situações de falha ou curto-circuito. A presença desses mecanismos de segurança é fundamental para a proteção a longo prazo de todo o sistema;
  3. função de monitoramento avançada: o inversor fotovoltaico não é apenas um conversor e um dispositivo de proteção. Ele também desempenha uma função completa de monitoramento do sistema solar. Graças a essa característica avançada, podemos detectar prontamente falhas ou mau funcionamento na produção de energia elétrica, permitindo intervenções rápidas para manter a eficiência do sistema.
Esquema de produção de energia fotovoltaica -inversores fotovoltaicos

Esquema de produção de energia fotovoltaica

Como funciona um inversor

Agora que delineamos as funções fundamentais dos inversores fotovoltaicos, examinemos de perto seu processo operacional e os requisitos para uma instalação correta.

Os painéis solares fotovoltaicos convertem a luz solar em eletricidade, mas esta é uma corrente contínua, inadequada para uso doméstico. O inversor fotovoltaico torna-se então protagonista, sendo vital para os sistemas solares, pois converte a corrente contínua em corrente alternada. Esse processo permite integrar a energia solar em nossas casas.

Alguns aspectos-chave a serem considerados antes da instalação de um inversor fotovoltaico incluem:

  1. funcionamento correto dos circuitos elétricos domésticos: certifique-se de que os circuitos elétricos domésticos estejam em excelente estado para garantir uma integração eficaz do inversor;
  2. posicionamento ideal do inversor fotovoltaico: a colocação do inversor é crítica para garantir um desempenho ideal. A escolha do local deve ser cuidadosamente avaliada;
  3. conexões elétricas entre o inversor e o painel elétrico da casa: uma conexão correta entre o inversor e o painel elétrico da casa é essencial para garantir uma distribuição segura de energia;
  4. dimensionamento adequado do inversor: o dimensionamento correto do inversor é crucial para atender às necessidades específicas do sistema fotovoltaico.

Para entender completamente o funcionamento do inversor fotovoltaico, é essencial considerar que a rede doméstica utiliza corrente alternada com parâmetros específicos: 230 volts e 50 Hz.

O funcionamento do inversor pode ser comparado a uma combinação de um alternador e um transformador, com a adição de um circuito que envolve transistores, Mosfet ou IGBT. Componentes como microcontroladores, osciladores e amplificadores são fundamentais para maximizar a eficiência e a segurança na conversão de corrente contínua para alternada, evitando problemas como sobretensões e curtos-circuitos.

Tipos de inversores fotovoltaicos

Vamos aprofundar nas diferentes tipologias e aplicações específicas de cada modelo.

Inversores monofásicos e trifásicos

  • Monofásicos: indicados para redes monofásicas, são caracterizados por dois conectores (fase e neutro). Ideais para sistemas de tamanho moderado, até 6 kW
  • Trifásicos: compostos por três fases e correntes alternadas, são adequados para sistemas maiores, como os industriais ou comerciais. Sua presença em ambientes domésticos é menos comum.

Tipos de inversores para sistemas conectados à rede

  1. Inversor de string:
    • Comuns e econômicos
    • Adequados para sistemas sem sombras significativas
    • Manutenção fácil
  2. Inversor centralizado:
    • Preferidos em grandes sistemas
    • Conectam módulos em série a um único inversor
    • Limitações em caso de sombreamento, mas fácil de usar
  3. Microinversores:
    • Instalados em cada painel individual
    • Maximizam o desempenho de cada módulo
    • Custo mais elevado, mas benefícios em monitoramento e durabilidade
  4. Inversor híbrido:
    • Semelhantes aos inversores de string tradicionais
    • Gerenciam o carregamento/descarregamento de baterias
    • Introduzem tecnologias avançadas, como os inversores inteligentes, para maximizar a eficiência.

Inversores para sistemas isolados

  • Usados em sistemas isolados da rede elétrica
  • Retiram a energia das baterias para convertê-la em corrente alternada
  • Ideais para situações sem acesso elétrico, como chalés na montanha ou veículos recreativos.

Inversores fotovoltaicos de 3 kW e 6 kW

  • Modelos requisitados para sistemas de tamanho médio
  • O número de painéis conectáveis depende da potência de cada módulo e da tensão total do sistema
  • O dimensionamento considera variáveis como espaço disponível, orientação e sombreamentos.

Em cada escolha, é crucial considerar não apenas a potência nominal do inversor, mas também as necessidades específicas do sistema.

Como configurar inversores fotovoltaicos

Por ultimo, você pode assistir a 1 vídeo que mostram como escolher e configurar um inversor, usando um software de design para sistemas fotovoltaicos.

 

 

 

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