Inversor solar: o que é e como funciona?
Uma instalação fotovoltaica não deve ser associada apenas à instalação de painéis solares nos telhados das nossas casas. Existem outros componentes que devemos ter em conta quando queremos ser mais independentes das empresas comercializadoras e gerar eletricidade a partir da energia solar. Elementos como os suportes, os sistemas de monitorização ou os equipamentos de proteção também fazem parte da instalação. Mas, acima de tudo, o inversor será uma das peças mais importantes que nos permite desfrutar do autoconsumo solar.
No artigo seguinte, iremos explicar em pormenor o que é um inversor solar, como funciona, que tipos existem e como escolher o mais indicado para a sua casa.
O que é um inversor solar?
O inversor solar permite que qualquer pessoa que instale painéis solares nas suas casas usufrua da energia solar. É o aparelho que converte a energia gerada pelos painéis solares em eletricidade.
Este componente é indispensável pois, numa fase inicial, a produção de energia gerada pelos módulos é transformada em corrente contínua que não pode ser utilizada nas habitações, nem pode ser injetada na rede elétrica.
É aqui que o inversor fotovoltaico entra em ação: através da conversão de energia de corrente contínua (que não podemos utilizar) em corrente alternada para o nosso consumo diário de energia. Desta forma, permite-nos utilizar eletrodomésticos, iluminação ou outras funcionalidades domésticas que necessitem de eletricidade.
Para além de desempenhar esta importante função, o inversor otimiza a produção de energia gerada pelos painéis solares fotovoltaicos com o objetivo de obter o máximo desempenho possível da instalação.
No que diz respeito à vida útil de um inversor solar, podemos apontar para uma vida útil aproximada de até 10 anos. Isto devido aos componentes eletrónicos, que podem ser facilmente substituídos.
Também devemos ter em conta a localização do inversor solar na casa. O inversor pode gerar um certo ruído, aproximadamente 25 dB, semelhante ao de um frigorífico de alta eficiência. Por outro lado, os inversores reduzem o desempenho se estiverem expostos ao sol durante um determinado período de tempo, uma vez que a sua temperatura interna aumenta.
Por estas razões, o inversor deve estar localizado numa zona mais afastada e pouco frequentada da casa, onde o equipamento não nos possa incomodar e onde não esteja diretamente exposto ao sol.
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Principais características
Já vimos que os inversores solares desempenham um papel muito importante na instalação de um sistema fotovoltaico. Vamos agora atentar nas suas principais características:
- Como já foi referido, a sua principal função é a transformação da corrente contínua em corrente alternada, para permitir o funcionamento dos aparelhos elétricos.
- Otimiza a produção de energia gerada pelos painéis solares, melhorando o desempenho do sistema.
- Deve conter equipamento de proteção que monitorize o desempenho e a atividade elétrica, de modo a que a produção de energia seja interrompida em caso de falha ou curto-circuito do sistema.
- A monitorização da produção gerada pelos painéis solares permite-nos saber se existem falhas nalgum painel e que tipo de reparações fazer para evitar que o desempenho da instalação diminua.
Funcionamento e instalação de inversores solares
Agora que já sabemos quais são as principais funções do inversor solar, vamos verificar ao pormenor como funciona este componente num sistema de autoconsumo fotovoltaico.
Os painéis solares recebem a luz do sol, que é depois convertida em eletricidade. Mas esta eletricidade é completamente convertida em corrente contínua, o que não é viável para o consumo de eletricidade nas nossas casas. Então, como podemos utilizar esta eletricidade proveniente da energia solar? A resposta está no inversor solar.
Este componente indispensável de qualquer instalação fotovoltaica de autoconsumo transforma a corrente contínua em corrente alternada. A energia gerada pelos painéis solares é enviada diretamente para o inversor, o qual realiza esta transformação de correntes. Desta forma, a energia pode ser então utilizada para uso doméstico.
Quanto à instalação, devemos ter em conta aspetos como o correto funcionamento dos circuitos elétricos da nossa casa, a localização do inversor, as ligações e até os fusíveis.
Por este motivo, recomendamos que contacte profissionais do setor que o possam ajudar a proceder a uma instalação apropriada. Na Otovo, dispomos de um grande número de instaladores certificados para o ajudar na instalação do seu sistema fotovoltaico e resolver todas as dúvidas relacionadas com o processo.
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Tipos de inversores solares
É evidente que o principal objetivo de um inversor solar é transformar a energia de corrente contínua em corrente alternada. Assim, pode utilizar a energia solar produzida pelos nossos painéis solares para alimentar os aparelhos elétricos da sua casa. Existem vários tipos de inversores solares, que iremos diferenciar de acordo com dois critérios de classificação:
- De acordo com a potência instalada e a configuração elétrica.
- De acordo com o objetivo ou a aplicação do sistema fotovoltaico.
Em relação aos critérios de classificação da configuração elétrica, podemos distinguir entre inversores monofásicos e trifásicos. A seguir, explicamos em que consiste cada um deles e o que os diferencia.
Inversores monofásicos
Os inversores monofásicos são utilizados em redes monofásicas, ou seja, utilizam apenas uma fase e uma única corrente alternada. A sua tensão habitual é de cerca de 230 volts, permitindo a instalação de uma potência máxima de 14,49 kW, embora o inversor monofásico mais potente do mercado seja de 8,2 kW.
Este tipo de instalação é muito comum em quase todas as casas do nosso país, sendo utilizado em grande parte para aquecimento e iluminação.
Mas, como é que eu sei se a minha instalação é monofásica? É fácil. Basta ir ao seu quadro elétrico e verificar se os aparelhos são duplos, como mostra a seguinte imagem:
Inversores trifásicos
Os inversores trifásicos para painéis solares, ao contrário dos inversores monofásicos, são compostos por 3 fases e 3 correntes alternadas diferentes e a sua tensão habitual é de 380-400 volts e 50 Hz. Portanto, estamos a falar de instalações adequadas para grandes casas com piscinas, empresas e indústrias cujas instalações fotovoltaicas têm dimensões médias e grandes. É certo que podemos encontrar este tipo de rede em casas pequenas, mas não é o mais comum.
Tal como numa instalação monofásica, para saber se tem um sistema elétrico trifásico em sua casa, deve ir ao quadro elétrico e verificar se tem um dispositivo triplo.
Ligado à rede
Nas instalações fotovoltaicas onde foram instalados inversores ligados à rede, a energia solar dos painéis solares é transformada em eletricidade adequada ao consumo doméstico, havendo a possibilidade de alimentar a rede com os excedentes gerados e obter uma compensação financeira daí.
Por outras palavras, o inversor é o "cérebro" da nossa instalação. É o inversor que decide de onde se consome (painéis, rede ou baterias) e que coordena o resto dos elementos, para que tenhamos energia em casa.
É possível distinguir cinco tipos de inversores elétricos ligados à rede: inversor string ou em cadeia, micro inversor solar, inversor híbrido, otimizadores de potência e módulos inteligentes.
Inversores string, em cadeia ou centralizados
As instalações de painéis solares que incluem inversores string, em cadeia (também chamados inversores centralizados), são normalmente utilizadas para sistemas fotovoltaicos instalados em telhados que não são afetados por sombras. Atualmente, são os mais utilizados e os mais económicos do mercado. Têm ainda outras vantagens, como o facto de a sua manutenção não exigir grandes esforços: são de fácil acesso e não implicam custos adicionais.
Nas instalações que incluem inversores string, cada um dos painéis que compõem o sistema é ligado em série ou por cadeias. Certos inversores aceitam várias cadeias, embora os inversores de baixa potência possam ser configurados com uma única cadeia. Nestes casos, a produção de energia gerada por cada linha ou cadeia de painéis será limitada ao painel que tiver gerado menos potência nessa cadeia. Em termos mais simples, isto significa que se um dos painéis solares instalados for afetado pela sombra em determinadas alturas do dia ou do ano, a potência total da cadeia de painéis será reduzida consideravelmente até chegar à potência do painel que está a ser afetado pela sombra.
Por este motivo, este tipo de inversor é perfeito para áreas geográficas onde a radiação solar se mantém constante numa base anual, e onde os painéis solares não são afetados pela sombra.
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Micro inversores
Os micro inversores para uma instalação de painéis fotovoltaicos funcionam de forma diferente dos inversores de cadeia. Neste caso, cada painel contém um inversor de energia solar, o que significa que não é necessário que a produção vá para um único inversor. Tal sucede devido ao facto de cada painel solar conter um micro inversor solar capaz de transformar a energia de corrente contínua em corrente alternada a partir do próprio telhado. Ao contrário dos inversores string, a produção gerada por um painel não afeta o desempenho dos restantes.
Este tipo de tecnologia tem-se tornado mais popular nos últimos anos num modelo de autoconsumo solar, pois aposta num sistema mais potente que permite obter um melhor desempenho e eficiência do sistema fotovoltaico. Para além disso, possibilita a monitorização dos painéis solares, permitindo-nos ficar a saber em primeira mão se o desempenho está a ser afetado por alguma falha no sistema, de forma a que possamos tomar posteriormente as medidas adequadas.
Qual é a desvantagem? O preço é mais elevado, uma vez que se tratam de pequenos inversores incorporados em cada um dos painéis. Este fator dificulta a sua reparação, devido ao difícil acesso.
Inversor híbrido
Um inversor solar híbrido tem a mesma função que um inversor string convencional, mas, para além de transformar a energia dos painéis para uso doméstico, gere a carga/descarga de energia em sistemas de baterias para utilização em alturas em que os painéis não estão a produzir. Estes inversores são configurados para maximizar a vida útil das baterias, que é o elemento mais dispendioso da instalação. Converte a corrente contínua em corrente alternada, gerindo a produção de energia do sol com as baterias, e alimenta a rede com o excedente gerado. Intercala a utilização das baterias com o inversor, ou seja, quando a bateria tem um nível baixo, o inversor irá intervir ao consumir energia da rede elétrica externa.
Este tipo de tecnologia foi desenvolvido para alcançar a máxima autossuficiência do sistema e permitir-nos a maior poupança energética possível, mas tem um preço muito mais elevado do que um sistema sem baterias.
Existem alguns inversores híbridos, conhecidos como inversores inteligentes, que têm a capacidade de carregar as baterias com energia da rede em alturas em que o preço é baixo, para serem utilizados nos casos em que o sistema fotovoltaico não consegue satisfazer o consumo energético da casa.
Otimizadores de potência
As instalações com otimizadores de potência contêm as melhores características dos inversores de cadeia e dos microinversores. Estes são colocados no telhado, incorporados na parte de trás dos painéis solares, tal como os microinversores. Contudo, não transformam diretamente a energia a partir de cada módulo individual. Enviam-na para um inversor central, como acontece com os inversores de cadeia.
Se o compararmos com os inversores de cadeia, veremos que os otimizadores são muito mais eficientes. Isto porque o inversor centralizado procura a potência tendo em conta o conjunto de painéis solares, mas os otimizadores de potência intervêm em cada painel e não no conjunto, pelo que será possível localizar o ponto onde é gerada mais potência. Assim, se um painel solar for afetado pela sombra, a potência global do sistema não será reduzida drasticamente, graças à ligação a um otimizador.
A vantagem deste tipo de sistemas é que são mais baratos do que os microinversores e requerem muito menos manutenção. Também melhoram a eficiência da instalação fotovoltaica, graças à possibilidade de monitorizar o desempenho de cada um dos módulos.
Módulos inteligentes
A vontade de melhorar a tecnologia dos inversores continua imparável. Por conseguinte, os módulos inteligentes surgiram como uma versão melhorada dos otimizadores de potência. Estes módulos são integrados nos painéis solares e, embora ainda estejam em fase experimental, poderão reduzir ainda mais os custos de manutenção graças à sua instalação mais simples.
O custo é mais elevado do que o de outros inversores, como os inversores string. Contudo, oferecem inúmeras vantagens que aumentarão consideravelmente a rentabilidade da instalação, tais como:
- O desempenho é medido por painel solar e não como um todo, como é o caso dos inversores em cadeia.
- Os tempos de instalação serão significativamente reduzidos graças à integração de um otimizador em cada módulo, tornando a instalação muito mais simples. Não há necessidade de acrescentar materiais adicionais à instalação, reduzindo assim os custos de mão de obra.
- A manutenção exige pouco esforço, pois os otimizadores na parte superior dos módulos inteligentes podem ser facilmente desmontados. Isto permite que a instalação seja mantida limpa e torna mais fácil realizar alguma substituição, caso ocorra alguma falha no sistema.
Como escolher o inversor mais adequado?
Após verificar em detalhe toda a informação relativa aos diferentes tipos de tecnologia disponíveis, surge então a derradeira pergunta: como escolher o inversor mais adequado para a minha instalação de painéis solares?
Em primeiro lugar, é necessário saber qual o consumo energéticos dos aparelhos elétricos em sua casa. Em função disso, pode avaliar se precisa de uma instalação maior ou mais pequena, monofásica ou trifásica.
Também deve ter em conta as marcas de inversores que existem no mercado e as suas caraterísticas. Na Otovo, trabalhamos com inversores que se destacam pela sua eficiência e segurança, que são uma alternativa muito segura para a instalação residencial, tais como:
- Huawei
- Growatt
- Enphase
Os nossos especialistas estão disponíveis para o ajudar a escolher o melhor inversor solar para a sua instalação fotovoltaica.
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