Se você já sofreu perdas por sombreamento, precisou colocar os módulos com inclinações ou orientações diferentes, saiba que isso faz parte do desafio que o projetista enfrenta na hora de proporcionar saídas para reduzir possíveis perdas durante todo o processo de geração de energia solar. Nós da LGL Solar preparamos esse artigo, para informar você, profissional do mercado que sempre busca o melhor para este serviço.
Os dispositivos MLPE
As arquiteturas fotovoltaicas modulares com os dispositivos MLPE (module-level power electronics), incluindo os microinversores já conhecidos no mercado e os otimizadores de potência, que são novidade no Brasil, graças a Solar Edge, são opções vantajosas para favorecer a potência dos sistemas fotovoltaicos. Abaixo, listamos algumas funcionalidades que eles oferecem para a instalação do sistema:
- Painéis de diferentes potências no mesmo string.
- Painéis solares com ângulos e orientações diferentes no mesmo string.
- Amenização do efeito de sombras sobre os módulos fotovoltaicos.
- Fim do risco de arcos elétricos e incêndios.
- Strings com diferentes números de painéis no mesmo inversor.
- MPPT por módulo – Maximum Power Point Tracking, rastreamento da máxima potência individualizado.
- Segurança ampliada, graças a redução da tensão de circuito aberto quando o sistema está desligado.
Afinal, o que é um otimizador de potência?
O otimizador de potência é um dispositivo, cuja principal função é reduzir perdas em um sistema fotovoltaico ao mesmo tempo que aumenta a eficiência. O otimizador permite que os painéis solares não sejam ligados diretamente ao inversor CC-CA, sendo ligados aos conversores CC-CC que fazem um pré-processamento da energia antes de entregá-la ao inversor, para isso os conversores de corrente contínua (CC-CC) podem ser interligados em série ou paralelo, fornecendo energia a um inversor convencional ou a um inversor específico para uso com otimizadores de potência.
Os otimizadores Solar Edge
Apresentamos abaixo o modo de funcionamento dos otimizadores de potência com a arquitetura da Solar Edge.
Figura (A) sistema funcionando sem sombreamento e Figura (B) com sombreamento.
Para o sistema sem sombreamento, a tensão de saída dos otimizadores é dividida de forma igual, e aproxima o valor em relação ao link CC do inversor. Quando ocorre o sombreamento de um módulo fotovoltaico, a tensão de saída do otimizador referente ao módulo sombreado é diminuída e as outras tensões são elevadas, de maneira que a corrente na saída de cada otimizador e a tensão no link CC se mantenha.
Qual é a diferença entre os otimizadores e microinversores?
A principal diferença está nas perdas durante o processo de conversão CC-CA, de corrente contínua para corrente alternada. Nos sistemas com otimizadores a conversão CC-CA é feita no inversor, enquanto nos microinversores a conversão é feita em cada um deles, sendo que nessa situação temos o aumento das perdas na conversão. Mesmo assim, as eficiências dos sistemas fotovoltaicos com otimizadores de potência e microinversores são realmente próximas.
Ainda que com poucas diferenças quando comparados, os otimizadores são mais vantajosos, pois economicamente falando, o uso deles cresce na medida em que a potência do sistema fotovoltaico é elevada, o que transforma o preço do produto, já que quanto maior for o sistema, mais barato fica a instalação de um otimizador.
A utilização do otimizador
Para escolher o melhor tipo de inversor ou ligação, é necessário observar as orientações do fabricante e as especificações de modelos já que no mercado possuímos outras opções que auxiliam no processo de otimização, sendo a mais comum a utilização de otimizadores em série.
A otimização realizada pelos otimizadores de potência, é feita por meio da localização do ponto de máxima potência em cada módulo fotovoltaico. A partir daí, diferente do inversor de string ou central, o otimizador opera isoladamente sobre cada módulo e aumenta a precisão de localização deste ponto. Mesmo que a função do otimizador seja atuar individualmente sobre cada módulo solar, já existem no mercado opções que trabalham com até dois módulos.
Vale ressaltar que em situações em que ocorre o sombreamento e consequentemente, a limitação de um dos módulos fotovoltaicos, alterando a curva IV global de todo o sistema, o otimizador impedirá que isso aconteça em um nível considerável.
Vantagens dos otimizadores
- Maior segurança na instalação elétrica, reduzindo a tensão de circuito aberto dos strings
- Possibilidade de monitoramento individual da energia produzida pelos módulos fotovoltaicos
- Aumento de eficiência proporcionado pela localização do ponto de máxima potência por módulo.
- Facilidade de manutenção graças à possibilidade de isolar o módulo fotovoltaico defeituoso do sistema
- Redução das perdas de energia por mismatch (perdas ocasionadas pelas diferenças de potência entre os módulos de um string).
- Possibilidade de utilizar módulos de marcas e características diferentes
- Possibilidade de instalar módulos em ângulos, orientações e condições de sombra diferentes
Enfatizamos que a eliminação do risco de arco elétrico, um dos problemas mais freqüentes em sistemas fotovoltaicos tradicionais, é um dos pontos mais vantajosos, já que os otimizadores possuem sistema de desligamento automático quando detectam a formação do arco. Esta funcionalidade permite que a instalação seja imune e completamente segura quando se trata da ocorrência de incêndios.
Para sistemas solares sujeitos as sombras, os otimizadores sem dúvidas, são uma excelente opção, porém, em qualquer tipo de sistema (mesmo sem sombras), os otimizadores aumentam a geração de energia, afinal mesmo em condições homogêneas de irradiação solar, sempre há módulos com características diferentes nos strings. A presença de sistemas de MPPT individualizados para cada módulo fotovoltaico é um fator que eleva a eficiência dos sistemas fotovoltaicos em qualquer caso, mesmo quando existem módulos instalados em diferentes ângulos e inclinações, condições nas quais os sistemas tradicionais com inversores de strings não apresentam bom desempenho.
Nós da LGL Solar incentivamos nossos profissionais a prezarem pela segurança na instalação de um sistema fotovoltaico, portanto neste aspecto o uso de otimizadores é primordial.
Para quem busca a redução de perdas, a projeção de um sistema fotovoltaico com qualidade é o principal fator que evita cenários conflituosos, o que nos faz citar que antes de escolher entre sistemas MLPE, otimizadores e microinversores, é necessário conferir a posição dos módulos fotovoltaicos. Utilize sempre softwares de simulação, como por exemplo, o PVsyst, Designer da Solar edge e Helioscope.
Portanto, os otimizadores são sem dúvida alguma uma excelente escolha para qualquer tipo de sistema fotovoltaico, pois eliminam os riscos de arcos elétricos e incêndios.
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