Num configuração solar-mais-armazenamentoO inversor é o coração do sistema: converte a corrente contínua dos painéis ou das baterias em corrente alternada utilizável, gere o carregamento/descarregamento das baterias e gere as interações com a rede. A escolha do inversor certo afecta diretamente a fiabilidade do sistema, a eficiência e o retorno do investimento. Este artigo vai além do jargão para explicar as principais funções do inversor, as especificações críticas e uma abordagem simplificada para escolher o modelo que se adapta às suas necessidades.

Funções principais de um inversor

1. Conversão de CC para CA: Transforma a corrente contínua gerada por bateria ou por energia fotovoltaica em corrente alternada, de acordo com os requisitos da carga e da rede. A qualidade da onda sinusoidal é importante para a eletrónica sensível.

2. Gestão da bateria: Controla a carga (a partir de PV ou da rede) e a descarga para as cargas. Garante limites seguros de tensão/corrente, optimiza a vida útil da bateria.

3. Interação da grelha:

   • Ligado à rede: Alimenta a energia solar excedente na rede quando permitido; pára o funcionamento em caso de falha da rede por segurança.

   • Fora da rede/Backup: Alimenta cargas a partir de baterias quando a rede eléctrica está ausente. Uma verdadeira função UPS comuta-se sem problemas.

   • Híbrido: Combina ambos: utiliza a energia fotovoltaica/rede para carregar as baterias, alimenta as cargas em condições normais ou de falha, e pode exportar/importar de acordo com as políticas ou regulamentos.

4. Coordenação e monitorização do sistema: Monitoriza a produção, o consumo, o estado de carga da bateria (SoC), gere a comutação automática de modo (por exemplo, prioridade à rede vs. prioridade à energia solar) e fornece dados a plataformas de monitorização.

Explicação das principais especificações

Seguem-se os parâmetros essenciais a ter em conta, com conselhos diretos sobre o que é importante:

1. Potência de saída contínua (potência nominal) e capacidade de sobretensão

   • Potência nominal: A saída CA constante que o inversor pode fornecer (por exemplo, 10 kW). Escolha um inversor cuja potência nominal exceda confortavelmente a sua carga contínua mais elevada prevista, acrescida de uma margem (normalmente 20-30%).

   • Energia de pico: Tratamento de picos de curto prazo (segundos) de cargas de arranque - motores, compressores, bombas. Verifique se a potência de pico cobre as correntes de arranque dos principais aparelhos. Se existirem muitos dispositivos de alta corrente de arranque, dimensione-os em conformidade ou considere a possibilidade de adicionar uma pequena UPS/dispositivo de arranque suave.

2. Tensão de saída e configuração de fase

   • Corresponder aos requisitos da rede local ou da carga: monofásica (por exemplo, 120 V ou 230 V) ou bifásica (120/240 V comum na América do Norte) ou trifásica (para instalações maiores).

   • Se utilizar cargas de 120 V e 240 V (por exemplo, nos EUA), a saída de fase dividida é muito conveniente. Confirme se o inversor suporta a tensão nominal e a disposição de fases da sua região.

3. Tensão da bateria e compatibilidade

   • O inversor deve corresponder à tensão do banco de baterias (por exemplo, 48 V CC). Verificar a compatibilidade com a química da bateria: chumbo-ácido (AGM, gel), iões de lítio, LiFePO4, etc.

   • Verifique a corrente máxima de carga/descarga que o inversor fornece: deve estar em conformidade com fabricante de pilhaspara evitar a degradação da vida útil da bateria.

4. Caraterísticas de entrada fotovoltaica e MPPT

   • Potência máxima de entrada FV: Potência total do painel solar que o inversor pode suportar. É comum dimensionar o painel fotovoltaico ligeiramente acima da classificação do inversor (10-30%) para aumentar a colheita da manhã/noite, mas não exceda o máximo do inversor.

   • Gama de tensão MPPT: A janela de tensão CC dentro da qual o MPPT do inversor pode funcionar (por exemplo, 125-425 V). A(s) sua(s) string(s) fotovoltaica(s) deve(m) estar dentro desse intervalo em condições normais e frias (verificar a tensão de circuito aberto).

   • Tensão máxima de circuito aberto (Voc): A string PV Voc à temperatura mais baixa prevista não deve exceder este limite (por exemplo, 500 V).

   • Tensão de arranque: Tensão PV mínima para ativar o MPPT (por exemplo, >130 V). Abaixo deste valor, o MPPT não é ativado; assegure-se de que a tensão do string se mantém acima do limiar sempre que houver sol disponível.

5. Modos de funcionamento e definição de prioridades

   • Modos de carregamento: Opções como carregamento apenas com PV, carregamento primeiro com a rede, carregamento híbrido. Escolha um inversor que ofereça uma lógica de carregamento flexível que corresponda aos seus objectivos: maximizar o autoconsumo, efetuar a arbitragem do tempo de utilização ou manter a reserva da bateria.

   • Prioridade de fornecimento: Funcionamento com base na energia solar, na rede ou na bateria. Uma interface clara ou uma aplicação de monitorização para definir estes modos é importante para ajustar a estratégia à medida que as condições ou os preços mudam.

   • Transferência sem costuras: Para backup, o inversor deve mudar para bateria/solar em <50 ms (ou conforme exigido por cargas sensíveis). Alguns inversores têm uma verdadeira capacidade UPS; confirme que o tempo de comutação satisfaz as suas necessidades de carga crítica.

6. Capacidade paralela e de expansão

   • Se prevê um aumento da carga ou da capacidade fotovoltaica, selecione um inversor que suporte o funcionamento em paralelo (várias unidades ligadas entre si). Confirme quantas unidades podem ser colocadas em paralelo e como funciona o controlo/comunicação em configurações de várias unidades.

7. Métricas de eficiência

   • Não se limite a um único valor de "pico de eficiência". Reveja as curvas de eficiência em diferentes níveis de carga. Um bom inversor mantém uma eficiência elevada (~95-98%) em toda a gama de funcionamento típica. Uma elevada eficiência MPPT (precisão de seguimento) também aumenta a recolha de energia.

8. Interfaces de comunicação e monitorização

   • Protocolos comuns: CAN, RS485/Modbus, Ethernet/Wi-Fi. Decida se necessita de integração com sistemas de gestão de energia doméstica ou monitorização por terceiros. Certifique-se de que o protocolo de comunicação do inversor é suportado pela sua plataforma ou que o fornecedor fornece um software de monitorização fiável com alertas.

9. Caraterísticas de proteção e certificações

   • Protecções essenciais: sobre/subtensão, sobre/subfrequência, sobrecorrente, curto-circuito, anti-ilhamento (para ligação à rede), inversão de polaridade, sobretemperatura.

   • Classificação ambiental (código IP): Apenas interior (IP20) vs. capacidade para exterior (por exemplo, IP65). Escolha com base no local de instalação.

   • Certificações: Cumprir as normas locais (por exemplo, UL1741/IEEE1547 nos EUA, CE com as normas EN relevantes na Europa). A falta de certificação adequada pode bloquear a aprovação da interligação à rede.

10. Considerações ambientais e de instalação

    • Gama de temperaturas de funcionamento: O calor extremo reduz a produção ou a vida útil - certifique-se de que o inversor se adequa ao clima local ou planeie uma ventilação/sombra adequada.

    • Altitude: As instalações a grande altitude podem necessitar de uma redução de potência.

    • Tamanho físico, peso e método de montagem: Verifique se o local de instalação pode acomodar o inversor e se permite as folgas necessárias para o arrefecimento e o acesso de serviço.

11. Estratégias de redução de picos e de tempo de utilização

    • Se o preço da eletricidade variar em função do tempo, o inversor (ou o EMS associado) deve permitir a programação: carregar durante as horas de tarifa baixa e descarregar nos períodos de pico. Confirme se a interface do utilizador ou a API suporta uma programação fácil.

12. Funcionamento sem pilhas

    • Alguns inversores híbridos podem funcionar sem bateria, passando a energia fotovoltaica ou da rede diretamente para as cargas. Isto permite a instalação inicial apenas de energia fotovoltaica e a posterior adição de baterias. Verifique se o inversor "acorda" automaticamente a bateria quando esta é adicionada.

Processo de seleção simplificado

1. Avalie rapidamente o seu perfil de carga

   • Enumerar as principais cargas com exigências de potência contínua e de arranque. Identificar o pico de potência contínua e o pico de cargas de arranque. Utilizar as especificações do fabricante ou valores típicos.

   • Determinar o que deve permanecer ligado durante uma falha de energia (cargas críticas) vs. não críticas.

2. Clarificar os objectivos do sistema

   • Apenas backup, maximização do autoconsumo, arbitragem do tempo de utilização, capacidade total fora da rede? O seu objetivo principal limita as caraterísticas necessárias do inversor (por exemplo, velocidade da UPS, capacidade fotovoltaica, sofisticação da gestão da bateria).

3. Banco de baterias compatível

   • Selecione a química e o tamanho da bateria com base na duração da reserva e nas necessidades de ciclos. Certifique-se de que a tensão e a corrente de carga/descarga do inversor se adequam às especificações da bateria.

4. Projetar o painel fotovoltaico para se ajustar ao MPPT

   • Calcular o tamanho do string para que a tensão de funcionamento se mantenha dentro da janela MPPT em todas as condições. O objetivo é obter uma potência do conjunto ligeiramente superior à potência de entrada FV do inversor se for importante melhorar a colheita.

5. Escolha as caraterísticas do inversor de acordo com as prioridades

   • Velocidade de cópia de segurança: Para equipamentos sensíveis, assegurar uma comutação rápida ou uma qualidade de onda sinusoidal pura.

   • Expansão: Se o crescimento for provável, escolha um modelo que suporte unidades paralelas.

   • Controlo: Se for necessária uma monitorização ou integração prática, confirmar as opções de comunicação.

   • Conformidade com a rede: Verificar se as certificações estão em conformidade com as regras de interligação locais.

   • Local de instalação: Classificação interior vs. exterior, requisitos de arrefecimento.

6. Rever a reputação e o suporte do fornecedor

   • Procure marcas ou fornecedores com registos comprovados, boas condições de garantia e serviço acessível. Leia fóruns de utilizadores ou estudos de casos centrados na fiabilidade.

7. Orçamento vs. Compensações de desempenho

   • Evite modelos de baixo custo com especificações insuficientes, sem protecções essenciais ou MPPT eficiente. Equilibre o custo inicial com a fiabilidade a longo prazo e o rendimento energético.

8. Finalizar e testar

   • Uma vez selecionada, planear a instalação e colocação em funcionamento por profissionais. Durante os testes, verifique os modos (exportação ligada à rede, ligação em ilha, comutação de reserva), monitorize a eficiência e confirme se a comunicação/monitorização funciona como pretendido.

Dicas práticas e como evitar armadilhas

• Não aumentar ou diminuir o tamanho de forma descuidada: Um inversor demasiado pequeno causa sobrecargas; um painel fotovoltaico demasiado grande pode causar cortes, mas pode ser aceitável dentro dos limites - verifique as orientações do fabricante.

• Gamas de tensão mental: A tensão de string incorrecta é um erro comum; modelar sempre o pior caso de Voc.

• Verificar o processo de atualização do firmware: A capacidade de atualizar o firmware pode acrescentar novas funcionalidades ou corrigir erros; garantir que o fornecedor fornece um procedimento claro.

• Controlo precoce e frequente: Estabeleça alertas remotos para falhas ou comportamentos anormais; a deteção precoce evita tempos de inatividade prolongados.

• Plano de gestão do calor: Em climas quentes, considere uma caixa do inversor com sombra e ventilada para evitar a redução de potência.

• Compreender o âmbito da garantia: A garantia cobre os inversores utilizados fora da rede ou ligados à rede? As baterias são cobertas separadamente?

• Simplificar a interface do utilizador: Os inversores que apresentam demasiadas definições complexas podem ser confusos; procure um equilíbrio entre flexibilidade e facilidade de configuração.

Conclusão

Em suma, concentre-se em fazer corresponder a potência contínua e de pico do inversor à carga, assegurando o alinhamento da tensão da bateria e das taxas de carga, concebendo cadeias fotovoltaicas dentro da janela MPPT e selecionando modos de funcionamento que sirvam os seus objectivos energéticos (backup, autoconsumo ou arbitragem). Confirme as certificações, protecções e interfaces de monitorização. Por exemplo, um inversor híbrido de 10 kW com saída de fase dividida, MPPT duplo e capacidade de arranque sem bateria é uma boa escolha para um sistema residencial de média dimensão na América do Norte. Utilize a lista de verificação descrita: perfil de carga → especificações da bateria → design fotovoltaico → conjunto de caraterísticas do inversor → fiabilidade do fornecedor. Ao concentrar-se nestes aspectos essenciais, pode identificar rapidamente um inversor que satisfaça as suas necessidades técnicas e expectativas de desempenho a longo prazo, sem ter de passar por marketing de base.