Nem sempre as condições para geração de energia são perfeitas. Sombreamento, sujeira, envelhecimento dos painéis e diferenças no ângulo de incidência solar são alguns fatores que impactam a geração de energia. É comum ver um ou mais módulos de um arranjo na sombra, o que acaba resultando em perdas em todo o arranjo.
Essa perda energética pode ser facilmente reduzida com um otimizador de potência associado a cada módulo fotovoltaico. O otimizador aumenta a eficiência do sistema, garantindo que cada módulo esteja sempre trabalhando em suas condições ótimas e que eles não interfiram entre si.
Com otimizadores, módulos com sombreamento deixam de ser um problema para o arranjo todo e passam a ser um problema pontual. Limitações como módulos de mesmas características, mesma angulação e azimute já não fazem mais sentido.
Como um otimizador funciona?
Em um sistema fotovoltaico a corrente contínua (CC) é gerada nos painéis solares e convertida em corrente alternada (CA) no inversor. O otimizador faz com que os painéis não sejam ligados diretamente ao inversor (ligação CC do painel à CA no inversor), mas sim a conversores (CC-CC) que pré-processam a energia antes de chegar ao inversor. Esse pré-processamento faz a otimização encontrando o ponto de potência máxima (MPPT) de cada módulo - veremos mais sobre MPPT a seguir. Em outras palavras, o otimizador utiliza tensão constante na entrada CC dos inversores.
Enquanto em sistemas fotovoltaicos comuns a limitação do número de módulos em série é a tensão de circuito aberto (voc) do arranjo corrigido pela temperatura, com otimizadores o tamanho da série (string) agora é determinado pela potência e não pela tensão. Isso significa mais módulos em série, o que significa menos material (cabos, DPS, interruptores seccionadores, fusíveis, etc.).
Além disso, o principal benefício de um otimizador é o rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT) de cada módulo fotovoltaico. Assim, em vez de buscar o MPPT do conjunto de módulos, o otimizador procura o ponto de potência máxima de cada módulo separadamente. Isso é especialmente vantajoso quando há sombreamento de um módulo pois, com o otimizador, apenas o MPPT do módulo sombreado será afetado em vez de todo o conjunto. Outras vantagens são poder montar painéis com diferentes potências, ângulos e orientações em uma mesma string – bom para telhados e superfícies com inclinação - e o maior nível de segurança.
Quando o inversor tradicional é desligado, o fluxo de corrente é apenas interrompido, enquanto a tensão continua alta e perigosa para técnicos, bombeiros e outros profissionais que precisam fazer manutenção no sistema. Os otimizadores não geram tensão em corrente alternada, gerando uma tensão de apenas 1V, que é uma tensão segura.
A maioria dos otimizadores atuam individualmente sobre cada módulo, embora também existam no mercado opções de otimizadores que funcionam com até dois módulos (veja um exemplo de configuração de otimizadores abaixo).
Fonte: canalsolar
Vantagens
As vantagens mencionadas de otimizadores de potência são
- Maior segurança
- Mais módulos em uma mesma string
- Menos material necessário para os módulos
- Maior eficiência na geração, especialmente em situações de sombreamento
- Mais flexibilidade para o arranjo (diferentes potências, ângulos e orientações).
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Fontes:
https://canalsolar.com.br/entenda-otimizadores-para-sistemas-fotovoltaicos/