Inversor para o seu painel fotovoltaico: o que precisa de saber

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A imagem mostra uma casa com painéis solares.
Image: © Vgreek / Shutterstock.com

Quando recebem a luz do sol, os painéis fotovoltaicos instalados nos telhados convertem a energia radiante livre em corrente contínua. No entanto, uma vez que os sistemas domésticos e as redes públicas funcionam em corrente alterna, é necessário um componente adicional para tornar esta energia auto-gerada utilizável. O componente em questão é um inversor - um conversor de tensão que transforma corrente contínua em corrente alternada. Mas como é que estes dispositivos funcionam? Quando são utilizados e o que deve ser considerado durante a seleção e instalação? De seguida, damos as respostas a estas perguntas.

O que é um inversor? Função e tarefas explicadas

Quando os painéis fotovoltaicos convertem a radiação solar em energia eléctrica, é produzida uma corrente contínua. Para isso, os portadores de carga livre movem-se sempre numa direção - do pólo positivo para o pólo negativo. As únicas diferenças possíveis são o nível de tensão e a intensidade da corrente. A corrente alternada, por sua vez, é uma corrente que muda periodicamente de direção. É utilizada em sistemas de aquecimento e redes eléctricas públicas, uma vez que é mais fácil de gerar em grandes centrais eléctricas. Para fazer funcionar os consumidores de corrente alternada com uma fonte de corrente contínua, são necessários conversores de corrente ou de tensão. Estes são conhecidos como inversores e são um componente da maioria dos sistemas fotovoltaicos.

A eletrónica de potência produz corrente alterna a partir de energia de produção própria  

Os inversores fotovoltaicos "cortam" a tensão CC de entrada para depois inverter periodicamente a polaridade. Embora isto costumava ser feito mecanicamente, os transístores e circuitos eléctricos especiais executam esta função atualmente. Utilizam o que é conhecido como modulação por largura de impulso e geram uma tensão sinusoidal que é importante para muitos aparelhos eléctricos. Ao contrário da tensão de onda quadrada mais simples, em que a polarização é abruptamente invertida uma e outra vez, a intensidade e a direção da corrente são alternadas de forma muito mais suave.

Os inversores para painéis fotovoltaicos têm uma variedade de outras funções

Além de tornar utilizável a eletricidade produzida por um sistema fotovoltaico, os inversores também garantem eficiência e segurança. Aqui está uma visão geral das suas funções mais importantes:

Converter corrente contínua em corrente alterna

Em primeiro lugar, os inversores convertem (ou "invertem", daí o nome) corrente contínua em corrente alterna ou vice-versa (por exemplo, nos inversores de bateria). Isto é necessário para que a eletricidade possa ser utilizada ou introduzida numa bateria de armazenamento.

Otimizar a eficiência do painel fotovoltaico

Os inversores fotovoltaicos monitorizam a potência dos módulos ligados e asseguram que esta é sempre óptima. Os especialistas chamam a isto o seguimento do ponto de potência máxima (MPP), que é necessário devido aos diferentes valores de irradiação e temperatura.

Garantir a segurança do sistema

Estes componentes compactos monitorizam continuamente a frequência da rede e ajustam a potência autogerada para a fazer corresponder. Arrefecem-se a si próprios para evitar o sobreaquecimento e desligam os painéis fotovoltaicos da rede se esta estiver em baixo ou se ocorrer uma situação perigosa. Os inversores também podem reduzir a potência fotovoltaica.

Aumentar o autoconsumo e a poupança

A monitorização integrada permite consumir a energia autogerada em função da procura, aumentando assim o autoconsumo. Desta forma, mais eletricidade permanece em casa. Poupa dinheiro por ter de comprar menos.

Fornecer energia de emergência em caso de falha de energia

Em caso de falha da rede pública, a instalação de um sistema fotovoltaico é vantajosa - com um inversor com capacidade de energia de emergência, pode abastecer-se independentemente da rede. Se também tiver uma bateria de armazenamento de energia para complementar o seu sistema fotovoltaico, a sua casa pode continuar a ser abastecida com eletricidade à noite.

Se quiser comprar um conversor de tensão, tem uma grande variedade de escolha

Os inversores para sistemas fotovoltaicos estão disponíveis em vários modelos. Pode distinguir-se entre inversores de string, de módulo e centrais. Além disso, existem inversores de bateria, híbridos e autónomos. Segue-se um resumo das diferenças:

Os inversores de cadeia são normalmente utilizados quando se instalam todos os painéis numa superfície do telhado. Estão localizados num ponto central da casa (como a sala de máquinas) e estão equipados com um rastreador MPP. Isto assegura que os painéis  ligados funcionam eficientemente desde que estejam todos expostos a condições semelhantes.  

Este tipo de inversor não é adequado se os seus painéis  fotovoltaicos estiverem instalados em superfícies de telhado com orientações diferentes. Neste caso, são utilizados vários inversores de string ou os chamados inversores multi-string para o sistema fotovoltaico. Estes últimos estão equipados com vários seguidores MPP e garantem uma elevada eficiência mesmo com diferentes valores de irradiação.

É bom saber: Um string descreve a totalidade de vários painéis  fotovoltaicos individuais ligados em série.

Os inversores que asseguram o funcionamento de módulos individuais são designados por inversores de módulo. Estes estão ligados a painéis individuais. Reagem rapidamente a diferentes valores de irradiação, garantindo assim uma elevada eficiência. No entanto, os inversores de módulo só fazem sentido para sistemas pequenos, uma vez que a utilização de muitos destes dispositivos aumenta consideravelmente os custos de aquisição e manutenção. O mesmo se aplica ao risco de falhas e avarias - este também aumenta quando um grande número de unidades está a trabalhar em paralelo.

Se todos os painéis fotovoltaicos estiverem sujeitos a condições semelhantes, são utilizados inversores centrais para alimentar a casa ou a rede eléctrica. Estes lidam com vários strings e reduzem os custos de instalação e manutenção. Os dispositivos são normalmente utilizados para sistemas de grande escala em telhados ou para sistemas fotovoltaicos autónomos com uma capacidade de produção de energia de cerca de 30 quilowatts de pico ou mais. Se a produção for significativamente superior, parte da eletricidade gerada também pode ser introduzida diretamente na rede de média tensão e distribuída de forma eficiente.  

Existem também tipos especiais de inversores para aplicações específicas. Vejamos, por exemplo, os inversores de bateria. Estes convertem a corrente alterna em corrente contínua, de modo a que a energia eléctrica possa ser introduzida numa unidade de armazenamento de energia, caso não possa (ou já não possa) ser injectada na rede de corrente contínua. Os inversores híbridos, como os utilizados na unidade de armazenamento de energia Viessmann Vitocharge VX3, combinam inversores fotovoltaicos e de bateria. Desta forma, asseguram poupanças e, nalguns casos, permitem mesmo a ligação de turbinas eólicas, unidades CHP ou geradores de emergência.  

Outra forma especial é o inversor autónomo, que fornece energia a sistemas autónomos sem ligação à rede. Estes dispositivos funcionam normalmente de forma mais flexível. Não têm de corresponder à frequência da rede e são geralmente combinados com unidades de armazenamento.

Encontre facilmente o inversor certo para o seu painel solar fotovoltaico

Está à procura de um inversor fotovoltaico que lhe permita alimentar a sua casa com energia? Então, é importante escolher o dispositivo correto. Afinal de contas, isso não só influenciará o funcionamento do seu sistema, como também a sua eficiência e, consequentemente, a sua rentabilidade. Geralmente, recomendamos que procure aconselhamento junto de um parceiro comercial. A seguinte descrição geral mostra-lhe o que deve ser considerado quando fizer a sua seleção.  

  1. De que tipo de inversor necessito? Depende da instalação. Os inversores de string são frequentemente utilizados em casas unifamiliares. Se o seu sistema estiver instalado em várias superfícies de telhado orientadas de forma diferente ou se houver uma grande diferença entre a quantidade de exposição ao sol e a sombra em painéis individuais, também pode valer a pena utilizar um inversor multi-string. Além disso, é frequentemente necessário um inversor de bateria - por exemplo, se instalar uma unidade de armazenamento de energia na rede CA.
  2. Qual é o tamanho do inversor necessário para o meu painel solar fotovoltaico? O tamanho ou capacidade depende dos painéis ligados. É normalmente expressa em quilo-volt-amperes (kVA) ou quilowatts (kW) e deve corresponder aproximadamente à saída do módulo strings ligados. As simulações individuais podem ajudar a determinar este facto.
  3. Como é que escolho o inversor certo para o meu sistema? Depois de saber o tipo e a capacidade do inversor de que necessita, continua a deparar-se com uma vasta escolha. Pode selecionar os melhores dispositivos com base na sua eficiência, entre outros aspectos. Quanto maior for esta, menor é a perda de energia. O rendimento aumenta e a relação custo-rendimento de todo o sistema é melhorada.

Vasta gama de opções para satisfazer as suas necessidades

Os packs fotovoltaicos Vitovolt 300 da Viessmann consistem não só nos painéis fotovoltaicos, incluindo o sistema de montagem, mas também num inversor e nos cabos de ligação necessários. Como todos os componentes estão perfeitamente adaptados uns aos outros, obtém-se uma grande tranquilidade e um elevado nível de eficiência. Se optar por uma solução individual, pode combinar os painéis fotovoltaicos Vitovolt 300 com os inversores correspondentes.

Informações a ter em conta durante a instalação e operação

Identificou o inversor correto. Agora, onde é que ele deve ser instalado? O calor é uma consideração fundamental aqui, uma vez que é gerado durante o funcionamento do sistema. Uma boa transferência de calor é necessária para evitar a degradação do desempenho e as falhas. Por isso, é importante instalar um inversor fotovoltaico numa parede onde não seja obstruído por outros dispositivos ou por mobiliário. O inversor deve ser colocado o mais próximo possível do contador de exportação. As especificações de instalação do fabricante devem ser respeitadas e, normalmente, estabelecem distâncias mínimas em relação a tectos, paredes e outros objectos.  

Cablagem correcta com grandes cabos CC  

O inversor é ligado aos painéis do sistema fotovoltaico através de cabos CC. Uma vez que estes têm normalmente de percorrer distâncias muito longas, deve utilizar cabos suficientemente grandes. Por norma, estes estão incluídos em soluções de sistema como os packs fotovoltaicos da Viessmann. Para ligações concebidas individualmente, os nossos parceiros seleccionam a cablagem adequada.  

A manutenção regular garante uma longa vida útil e um funcionamento eficiente

Os inversores estão entre os componentes mais sensíveis de um sistema fotovoltaico e duram normalmente dez anos. A manutenção regular do seu painel fotovoltaico garante que tudo funciona sempre de forma fiável e eficiente. É importante verificar as ligações dos cabos em intervalos regulares. Além disso, deve manter o software do inversor sempre atualizado para maximizar a eficiência.

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