Glauco Diniz Duarte Empresa – como dimensionar placa fotovoltaica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, cada vez mais as empresas de energia solar estão dimensionando os inversores colocando mais painéis do que a potência do Inversor. A instalação de geradores de energia solar no telhado com uma capacidade de painéis solares maior do que a capacidade do inversor é geralmente uma ideia muito boa. Vai certamente poupar dinheiro e também maximizar o desempenho do seu sistema se feito da forma correta. Neste artigo vamos explicar porque dimensionar o seu inversor pode ser uma boa ideia.
Quando falamos dimensionar o inversor estamos falando, por exemplo, que um inversor com potência nominal de 5kWp está com 6kWp de painéis conectado a ele. Ou seja, a potência somada dos painéis solares é maior que a potência nominal do inversor solar.
Para saber a potência do seu gerador solar é muito simples. Basta multiplicar o número de painéis pela capacidade nominal de um único painel em watts. Ex: Gerador com 10 painéis de 320 Watts possui uma potência de 3200Watts ou 3.2kWp.
Para saber a potência do seu inversor é tão fácil quanto – basta olhar na ficha técnica dele a potência máxima de saída.
Como as placas solares raramente produzem tanta energia quanto sua capacidade nominal, é possível adicionar painéis extras no seu sistema. Inclusive a capacidade extra do painel pode ajudar o inversor a atingir uma eficiência média mais elevada.
O que é dimensionar o inversor solar?
Para dimensionar o inversor solar com potência nominal de 5kWp, por exemplo, é possível dizer que painéis solares de 6kWp estão conectados a ele. Portanto, seu dimensionamento é dado através da soma da potência dos painéis, que é maior que a potência nominal do inversor solar.
Como dimensionar um sistema fotovoltaico?
O dimensionamento de um sistema fotovoltaico é realizado através de fatores como o local de instalação e equipamentos a serem utilizados. Desta forma, é fundamental que você conte com o auxílio de uma empresa especializada para efetuar o cálculo de potência, painéis solares necessários e área mínima para instalação. Encontre a mais próxima de você no nosso Mapa de Empresas.
Dimensionamento de sistema on-grid
Através dos cálculos de sua conta de luz é possível dimensionar o volume de consumo mensal. Assim, a avaliação é feita de acordo com a tensão elétrica em seus terminais de saída, em regime alternado, senoidal e puro conectados à rede elétrica.
Dimensionamento de sistema off-grid
Para dimensionar um sistema off-grid é necessário avaliar elementos como tensão de trabalho e número de fases, quantidade de unidades consumidoras e o período de funcionamento das cargas de consumo.
Como dimensionar um banco de supercapacitores?
De forma simples, é possível descobrir como é feito o dimensionamento em um banco de supercapacitores, sendo necessária a avaliação do pico máximo que o sistema terá. Além disso, a tensão do banco de baterias também auxilia na associação em série dos demais supercapacitores para obter a tensão desejada.
O que é um supercapacitor?
Também chamados de megacapacitor ou ultracapacitor, os supercapacitores são conhecidos por armazenarem um grande volume de energia. Por isso, eles são capazes de fornecer toda a energia armazenada em um curto período de tempo, além da possibilidade de carregá-los totalmente de forma rápida.
Ainda assim, um supercapacitor conta com o diferencial de ser descarregado sem o risco de ser danificado, possuindo uma tensão de carga e trabalho de 2,7 volts.
Como funciona um supercapacitor?
Um supercapacitor pode atuar no funcionamento de um som automotivo, por exemplo, a fim de manter a tensão estável da bateria durante os picos de graves em músicas. Portanto, não se restringido a esta função, ele pode ser utilizado em equipamentos e motores quando possuem um pico na partida, auxiliando as baterias
O inversor solar pode sim lidar com mais painéis do que a sua capacidade nominal
Desde que o gerador solar seja devidamente projetado, qualquer inversor de qualidade vendido no Brasil deve ser capaz de lidar com um total de painéis solares um terço maior do que a potência nominal do inversor.
O que os fabricantes de inversores se preocupam é que a tensão e a corrente que entram no inversor nunca excedam em nenhum momento os limites especificados pois, não é bom quando isso acontece. Mas quando instalado corretamente, um inversor ligado a painéis com um terço a mais de capacidade nunca irá exceder esses limites e assim respeitando as normas dos fabricantes.
O Painel Solar quase nunca atinge a produção máxima de energia de sua potência nominal
Isso já foi mencionado antes no Portal Solar no nosso artigo “Folha de Dados do Painel Solar – O que você precisa saber”. Resumindo, quando alguém te fala que um dado painel solar possui uma potência de 320Watts isso quer dizer que em condições de teste o painel solar pode produzir 320Watts por hora. As condições de teste consideram uma temperatura do painel de 25°C o que nunca ocorre na vida real. Ou seja, um painel solar no telhado de uma casa no Rio de Janeiro poderá atingir temperaturas acima de 60°C em um dia quente tranquilamente.
Todo painel solar perde eficiência com o calor. Os painéis solares usam a luz do sol para gerar energia e não o calor. Um painel solar perde em média 0,45% da sua potência para cada 1°C acima de 25°C. No caso de um painel solar a 60°C a perda dele vai ser de aproximadamente 15.75%. Ou seja, um painel solar de 320W quando atinge uma temperatura de 60°C no seu telhado vai produzir no máximo 269Watts.
Um outro fator que contribui para o painel nunca atingir a sua potência nominal no nosso dia-a-dia é relacionado ao ângulo de inclinação dele. Um painel para atingir a potência mencionado na sua ficha técnica precisa ter 1000W de luz solar por m² atingindo-o perpendicularmente (Condições Padrão de Teste – STC). Isso raramente acontece devido a variação da altura do sol ao longo das estações do ano e a posição que o painel é instalado no telhado das casas.
Dimensionar o seu inversor pode aumentar a eficiência dele
O Inversore grid-tie geralmente opera em um nível de eficiência elevado e bastante constante. No entanto, quando os painéis solares estão fornecendo menos de cerca de 25% da capacidade de um inversor, a sua eficiência cai. Isto é demonstrado abaixo pelo gráfico da curva de eficiência do inversor Fronius Primo que retirei de uma ficha técnica do fabricante:
Como é possível ver, quando os painéis estão fornecendo por volta de 30% da potência do Inversor, a eficiência dele é razoavelmente estável. Se ele cair abaixo deste nível o inversor não vai funcionar adequadamente.
Quando os painéis são sobre dimensionados o inversor vai gastar menos tempo operando com menor eficiência em luz solar fraca (como em dias nublados) e, esta eficiência média mais alta ajuda a compensar a perda de energia elétrica quando a saída de energia dos painéis excede a capacidade nominal do inversor.
Porque não é ideal passar de 1/3 no dimensionamento?
No gráfico abaixo é possível ver a curva de produção de energia de um gerador com inversor com potência nominal de 9kWp e potência total dos painéis de 15kWp. Ou seja, um sistema dimensionado em 2/3:
Em boas condições, quando o céu está claro, o sol está brilhando e o dia não está quente, sistemas dimensionados acima de 1/3 irão produzir mais energia do que seu inversor pode transformar em energia AC. Isso resulta em perda da energia gerada pelos painéis pois a potência de saída do inversor é limitada. Como mostrado no gráfico acima, a saída do inversor neste caso é limitada em 9kW e a energia extra produzida na hora do almoço não foi aproveitada. Isso aconteceu pois o sistema foi dimensionado em muito mais do que 1/3. Neste caso em 2/3.
Comparação de Desempenho
PV Watts é um site do governo americano que nos possibilita fazer a simulação do desempenho do sistema quando dimensionamos o inversor. No caso abaixo escolhemos um inversor com potência nominal de 4.kW e dimensionamos ele em 30.44% para chegarmos em uma potência de painéis de 6kWp.
O PV Watts nos mostra qual é a produção anual de energia dos sistemas instalados em um telhado com direção Norte:
De acordo com PVwatts um inversor de 4,6 kW com 6kW de painéis produz 29,9% mais de eletricidade do que um inversor de 4,6 kW com 4,6 kW de painéis solares. Isso é um resultado muito bom dado que este sistema tem 30.44% mais capacidade do painel solar.
O que é muito impressionante é um inversor de 6 KW com 6 KW de painéis que só produzirá cerca de 0,4% mais de eletricidade ao longo de um ano do que um inversor de 4,6 quilowatts com 6 kW de painéis. O mesmo ocorre para telhados Leste e Oeste.
