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Inversores solares híbridos: modos, prós e contras + aplicações ideais

Os inversores solares híbridos foram inventados no início dos anos 2000. Eles são produtos inversores inovadores que combinam vários recursos excelentes para impulsionar ainda mais a implantação e adoção da energia solar.

Neste artigo, exploraremos os seguintes tópicos:

  • A definição e histórico dos inversores híbridos
  • Seus diferentes modos de trabalho
  • Comparação com outros inversores
  • Prós e contras
  • Aplicações ideais desses inversores

Vamos mergulhar!

Inversor Solar Híbrido Explicado
"Hybrid Inverter" (remix) por mobius é licenciado sob CC BY-SA 3.0 DEED

O que são inversores solares híbridos?

Os inversores solares híbridos são 'mestres versáteis' que gerenciar e otimizar o fluxo de eletricidade entre painéis solares, sistemas de armazenamento de baterias, cargas e rede elétrica.

Ao integrar interfaces multifuncionais de entrada e saída de energia, bem como novos módulos integrados, como inversores de bateria, em uma única unidade, os inversores solares híbridos são capazes de otimizar a geração e utilização de energia em cenários ligados à rede e fora da rede, enquanto exigindo menos componentes do que em um sistema solar tradicional.

Sejam projetos residenciais, comerciais ou até mesmo industriais, esses inversores se destacam na alternância entre diferentes modos de trabalho de forma inteligente, perfeita e com grande flexibilidade.

Quais são os diferentes modos de funcionamento dos inversores híbridos?

Ajudando você a ter uma compreensão clara de suas funcionalidades, abaixo está uma análise de alguns dos principais modos de trabalho que um inversor híbrido pode fornecer:

  • Modo de prioridade solar: Neste modo, a energia CC gerada é otimizada, convertida e então usada para alimentar diretamente as cargas conectadas. Se a produção solar for insuficiente para atender às demandas de carga, o inversor consome energia adicional da bateria ou da rede. O excesso de energia solar, quando disponível, é usado para carregar a bateria, antes que qualquer excedente seja alimentado na rede usando medição líquida.
  • Modo de prioridade de bateria: O inversor prioriza o uso da energia armazenada na bateria para alimentar as cargas conectadas, enquanto a energia solar gerada é utilizada para carregar a bateria. Se a bateria estiver totalmente carregada, o excesso de energia é alimentado na rede.
  • Modo de prioridade de rede: Normalmente ligado quando a energia da rede é mais barata, o inversor prioriza o uso da energia da rede para atender às demandas de carga. A energia solar pode ser utilizada para complementar o fornecimento, carregar a bateria ou enviar para a rede.
  • Modo Fora da Rede: Também conhecido como modo autônomo, o inversor opera de forma independente da rede, alimentando as cargas usando energia solar e bateria armazenada.
  • Modo de energia de backup: O inversor muda para este modo quando há uma interrupção na rede e falha no sistema solar. Ele retira energia da bateria para alimentar cargas essenciais. Depois que tudo estiver restaurado, o inversor volta automaticamente ao modo anterior.
  • Modo vinculado à rede: O inversor está conectado aos painéis e à rede. A energia solar é usada para alimentar as cargas, com qualquer energia extra fornecida à rede. Este modo é geralmente utilizado quando a produção solar excede o consumo e a bateria está totalmente carregada. 
  • Modo Tempo de Uso (ToU): Este é um modo “orientado para a tarifa de eletricidade” que permite ao inversor otimizar de forma inteligente o uso de energia com base em tarifas de eletricidade variáveis. Neste modo o inversor pode ser programado canalizar a energia solar e da rede para carregar a bateria e alimentar as cargas fora dos horários de pico, quando as tarifas de eletricidade são mais baixas; e descarregar a bateria para abastecer cargas nos horários de pico, quando as tarifas são mais altas.

Inversores Híbridos vs Outros Produtos Inversores

Aparentemente, os inversores híbridos são feitos com base nas características de produtos anteriores. Fazer uma comparação com esses produtos oferecerá uma compreensão mais profunda desses inversores.

Inversores Híbridos vs. Inversores String

Em essência, os inversores híbridos realizam o principal função de um inversor string padrão. 

Em um projeto de inversor solar híbrido, todos os painéis solares são conectados em série ao inversor híbrido. Toda a energia CC gerada é canalizada e depois agregada no inversor híbrido para o seguinte processo de conversão CC-CA. Assim, a desvantagem acentuada dos inversores string também pode ser vista nos inversores híbridos. Quaisquer efeitos de sombreamento e hotspot, bem como mau funcionamento, podem representar um grande impacto na eficiência global e na produção do sistema ao longo da cadeia, desde os painéis até à sua produção convertida.

A escalabilidade é outro problema, toda a capacidade do sistema seria limitada pela taxa de potência do próprio inversor. Se a nova capacidade esperada exceder o limite de taxa do inversor, será necessária uma substituição.

Apesar destes desafios, os inversores híbridos fornecem uma solução versátil com flexibilidade excepcional para aplicações ligadas à rede e fora da rede.

Inversores Híbridos vs. Microinversores

Ao contrário do mecanismo de trabalho centralizado dos inversores híbridos, microinversores atendem ao nível do painel otimização de energia e conversão DC-AC. Mas faltam-lhes capacidades suficientes em cenários multifuncionais, que envolvam a gestão do carregamento e recarga de baterias e a alternância entre os modos ligados à rede e fora da rede.

Também vale a pena mencionar que muitos inversores híbridos aceitam múltiplas fontes de entrada CC e CA. Eles podem aceitar a entrada de um gerador de energia a combustível fóssil ou até mesmo de um sistema de geração de energia eólica. Isto aumenta a sua capacidade de gerir e equilibrar as diferentes fontes de energia de forma integrada, garantindo um fornecimento de eletricidade estável e confiável.

Prós e contras dos inversores solares híbridos

Servindo como um centro de controle inteligente para conversão, otimização e gerenciamento de energia, os inversores solares híbridos têm muitos benefícios, como segue:

Prós dos inversores híbridos

  • Versatilidade para maior resiliência de energia: Os inversores híbridos são versáteis e permitem operações dentro e fora da rede. Eles fornecem energia de reserva durante interrupções na rede, utilizando a energia armazenada na bateria, garantindo o fornecimento contínuo de energia.
  • Flexibilidade para independência da rede: Ao receber múltiplas fontes e permitir a alternância entre energia da rede, energia solar e energia da bateria sem interrupção em resposta a diversas circunstâncias, os inversores híbridos permitem que os proprietários do sistema consumam energia de forma mais eficiente com um fornecimento garantido. 
  • Monitoramento de energia simplificado, mas poderoso: Esses inversores fornecem aos proprietários do sistema uma interface única para rastrear a geração e o uso de energia através de diferentes fluxos de energia. Isto ajuda os proprietários a compreender melhor o desempenho geral dos seus sistemas para uma melhor otimização do consumo de energia com dados perspicazes.
  • Potencial eficiência melhorada: Ao trabalhar em um modo ideal para atender a um cenário específico, os inversores híbridos podem reduzir as perdas de energia, obter o melhor valor para os fluxos CC e CA e, em última análise, melhorar a eficiência geral de todo o sistema de energia.
  • À prova de futuro: Os inversores solares híbridos preparam as interfaces e módulos de hardware e software necessários para aqueles que apenas aproveitam os benefícios da energia solar, mas com planos para atualizações do sistema. Isso permite que os proprietários do sistema adicionem capacidade de armazenamento de bateria ao seu sistema para maior resiliência posteriormente, sem substituir o inversor existente.
  • Economia de Custos: No longo prazo, os inversores híbridos podem ser mais econômicos do que instalar inversores separados, controladores de carga e acessórios associados para um sistema conectado à rede com energia solar e armazenamento. Por outro lado, qualquer excedente de energia solar pode ser alimentado na rede e vendido para a concessionária por dinheiro, na forma de créditos e poupanças.

Contras dos inversores híbridos

  • Custo inicial mais alto: Esta pode ser a desvantagem mais pronunciada dos inversores híbridos. Eles são mais caros que outros tipos de inversores.
  • Instalação Complexa: A instalação e configuração de inversores híbridos podem ser mais complexas, pois possuem mais interfaces e recursos para conexão a mais circuitos. Isso requer instalação e programação profissionais.
  • Compatibilidade e escalabilidade limitadas: Alguns inversores podem ter compatibilidade limitada com determinados tipos de bateria ou configurações de painel. Por exemplo, para os inversores equipados com um controlador de carregamento integrado, a conexão a uma bateria também com um controlador integrado pode causar problemas. Além disso, como mencionado anteriormente, a expansão do sistema solar pode ser limitada pela taxa de potência do inversor.
  • Desafios de manutenção: Os inversores híbridos aninham muitos componentes e funcionalidades em um só, portanto, pode haver um maior potencial para problemas de manutenção em comparação com tipos de inversores mais simples. Se for necessária manutenção, poderá ser necessário desligar todo o sistema.

Quando usar inversores híbridos? (Coisas a considerar)

Os inversores híbridos são uma solução sólida para projetos solares construídos para aplicações multifuncionais e mais complexas. 

Se você deseja aproveitar as vantagens da energia solar gratuita e limpa, o tarifas mais baratas Da energia da rede fora dos horários de pico, bem como da energia resiliente que a bateria fornece, os inversores híbridos podem permitir que você faça isso com facilidade.

Uma vez que são uma solução completa. Se você tem um plano próximo para adicionar um módulo de armazenamento de energia e conectar-se à rede elétrica, mas não deseja fazer uma substituição ou modernização, instalar um inversor híbrido no início pode evitar problemas.

Inversor solar híbrido para aplicações dentro e fora da rede

No entanto, você deve levar em consideração várias considerações para determinar se elas são ideais para você. Por favor, confirme se a capacidade do seu inversor híbrido é suficiente para as suas necessidades previsíveis, se qualquer problema de compatibilidade pode ser excluído no seu caso e se os serviços pós-venda ou manutenção do seu produto são adequados ou não.

Perguntas frequentes sobre inversores solares híbridos

Os inversores híbridos podem ser usados ​​para projetos solares residenciais?

Sim. Os inversores híbridos podem revolucionar o seu projeto residencial. Existem produtos com capacidade ideal para uso residencial. Certifique-se de aceitar os impactos potenciais de suas desvantagens ou encontrar maneiras de mitigá-los.

Um inversor híbrido pode ser conectado a otimizadores conectados aos painéis?

Tecnicamente, um inversor híbrido pode se conectar a otimizadores acoplados aos painéis e receber a saída otimizada dos painéis para procedimentos posteriores. No entanto, podem ocorrer problemas de compatibilidade e comunicação. Portanto, é recomendável consultar o manual técnico do inversor ou entrar em contato com o fabricante para confirmação.

Um inversor híbrido pode ser conectado a microinversores existentes?

Normalmente, um inversor híbrido não pode ser conectado diretamente a microinversores existentes. Os microinversores são projetados para funcionar de forma independente no nível do painel. Os inversores híbridos brancos devem gerenciar todo o sistema centralmente. Eles possuem características elétricas, protocolos de comunicação e algoritmos de controle diferentes, o que os torna incompatíveis entre si.

Os inversores híbridos adotam a tecnologia MPPT?

Sim. Ao incorporar a tecnologia de rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT), os inversores híbridos podem garantir que tanto as necessidades de consumo direto das cargas conectadas quanto o carregamento do armazenamento da bateria sejam gerenciados da maneira mais eficiente possível.

Palavras finais

Os inversores solares híbridos superarão outros produtos no contexto da crescente demanda por gerenciamento inteligente de energia multifonte e coordenação eficiente de energia distribuída.

Como o mercado solar está em constante evolução, espera-se que a procura por produtos inversores híbridos cresça continuamente. Eles são um investimento que vale a pena tanto para os desenvolvedores de projetos quanto para os proprietários de empresas solares.

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