A busca por fontes de energia renováveis e sustentáveis tem se intensificado nas últimas décadas, e a energia solar se destaca como uma das mais promissoras. Dentro desse contexto, o inversor para energia solar surge como um componente crucial.
Mas, afinal, o que é e como funciona um inversor solar? Neste artigo, exploraremos esse tema em profundidade.
O que é um inversor solar?
O inversor para energia solar é um dispositivo eletrônico essencial em sistemas de energia fotovoltaica.
Sua função principal é converter a corrente contínua (CC) de baixa tensão, gerada pelos painéis solares, em corrente alternada (CA) de tensão adequada, que é a forma de energia utilizada pela maioria dos aparelhos domésticos e compatível com a rede elétrica.
Sem o inversor, a eletricidade produzida pelos módulos fotovoltaicos não poderia ser aproveitada na forma de CA.
Por isso, ele é uma peça fundamental que viabiliza o funcionamento e aplicações práticas de sistemas solares fotovoltaicos.
Componentes de um inversor para energia solar
Os principais componentes internos de um inversor solar são:
- Transistores de potência – Responsáveis por comutar e transformar a tensão CC em CA. Geralmente feitos de silício ou carbeto de silício.
- Circuitos de controle – Controlam os transistores para gerar a forma de onda senoidal da CA com precisão. Incluem microcontroladores e circuitos auxiliares.
- Transformadores – Converte a tensão CC em níveis CA adequados para uso final. Podem elevar ou diminuir a tensão.
- Filtros – Removem ruídos e interferências para uma onda senoidal perfeita na saída.
- Dissipadores de calor – Placas metálicas que dissipam o calor gerado pelos componentes eletrônicos, evitando sobreaquecimento.
- Gabinete – Invólucro plástico ou metálico que protege e sustenta os componentes internos.
Função do inversor solar
Conversão eficiente de energia
A principal função do inversor para energia solar é converter a energia gerada em CC pelos painéis solares em CA, para utilização prática da eletricidade em equipamentos residenciais, comerciais e industriais.
Essa conversão precisa ser feita com alta eficiência, com o mínimo de perdas, para aproveitar ao máximo a energia produzida pelo sistema fotovoltaico. Inversores modernos podem alcançar eficiência superior a 96%.
Regulação de tensão e frequência
Além da conversão de corrente, o inversor também regula e estabiliza dois parâmetros críticos da CA:
- Tensão: Ajustável para níveis residenciais (110/220V), facilitando o uso da energia solar em substituição à rede elétrica.
- Frequência: Fixada em 60 Hz, padrão da rede elétrica, permitindo sincronismo com a CA da concessionária.
Essa regulação garante compatibilidade total entre a eletricidade gerada pelo sistema solar e os aparelhos/cargas que serão alimentados.
Como funciona um inversor solar
Processo de conversão
O processo de conversão de corrente realizado pelo inversor solar envolve as seguintes etapas básicas:
- Entrada de CC proveniente dos painéis solares nos terminais do inversor
- Filtragem para remoção de ruídos e melhoria do sinal CC
- Commutação de alta frequência utilizando os transistores de potência
- Conversão da tensão CC em um sinal senoidal de CA
- Filtragem do sinal de saída para obtenção de uma onda senoidal perfeita
- Ajuste dos níveis de tensão e frequência da CA
- Envio da energia em CA pela saída do inversor
Etapas de processamento digital do sinal
O controle do inversor também envolve sofisticados algoritmos de processamento digital do sinal aplicados sobre a CA gerada. Isso inclui:
- Controle de amplitude e compensação dinâmica de erros
- Sincronização precisa da frequência e fase com a rede elétrica
- Minimização da distorção harmônica total (THD)
- Otimização automática do ponto de máxima potência (MPPT)
Tipos de inversores solares
On-grid
Inversores conectados à rede elétrica (on-grid) são utilizados em sistemas solares interligados, onde o excedente de energia é injetado na rede de distribuição. Possuem:
- Sincronismo automático com a rede elétrica
- Recurso anti-ilhamento para segurança da rede
- Permitido feedback de energia para a concessionária
Off-grid
Inversores autônomos (off-grid) são aplicados em sistemas isolados, sem conexão à rede elétrica. Características:
- Armazenamento de energia em baterias
- Capacidade de alimentar diretamente cargas CA
- Funcionamento 24 horas mesmo sem sol
Híbrido
Inversores híbridos combinam funcionamentos on-grid e off-grid. Podem tanto injetar energia na rede quando trabalhar de forma isolada alimentando cargas locally.
Como escolher um inversor solar
Potência
A potência do inversor para energia solar deve ser dimensionada de acordo com os módulos fotovoltaicos e o consumo do local. Inversores muito abaixo ou muito acima tendem a operar com eficiência reduzida.
Eficiência
Modelos com eficiência de conversão superior a 96% aproveitam melhor a energia solar em eletricidade utilizável. Inversores de única fase tendem a ser mais eficientes.
Recursos avançados
Recursos como monitoramento wi-fi, compensação automática do ponto de potência máxima e proteções contra curto-circuito e surtos de tensão também devem ser considerados.
Certificações
A certificação INMETRO garante que o inversor atende às regulamentações técnicas e de segurança vigentes no Brasil.
Conclusão
O inversor para energia solar desempenha um papel crucial na utilização prática e eficiente da energia gerada por sistemas fotovoltaicos.
Através da conversão de corrente realizada por modernos algoritmos de processamento digital de sinais, o inversor viabiliza o aproveitamento da eletricidade CC dos painéis solares sob a forma de CA compatível com nossa rede elétrica e cargas.
Um dimensionamento e escolha adequados do inversor maximizam o retorno do investimento em energia solar.
