Microinversores: benefícios, comparação com outros e inovações

Rastreando sua história até o trabalho de Werner Kleinkauf no ISET na década de 1980, os microinversores são uma tecnologia jovem de inversores solares, mas experimentaram tremendos saltos tecnológicos nos últimos anos.

Esses inversores trazem muitos benefícios para a indústria solar, tornando a energia solar mais atraente e ao mesmo tempo contribuindo para a transição energética.

O que são microinversores e como funcionam? 

Semelhante aos otimizadores solares, os microinversores são classificados como um tipo de eletrônica de potência em nível de módulo (MLPEs) que funcionam ao lado de painéis solares individuais.

Eles pegam a energia CC produzida pelo painel solar ao qual estão conectados e a convertem em energia CA. Este processo envolve a combinação da tecnologia de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) para garantir que cada painel opere em sua potência máxima. Eles ajustam a tensão e a frequência para atender aos requisitos dos eletrodomésticos ou da rede elétrica.

Durante o processo, a maioria dos microinversores modernos aproveitam seus recursos integrados de monitoramento e comunicação para coletar dados multidimensionais de desempenho em tempo real do painel. Os dados são então armazenados e processados ​​em um hub de monitoramento central no local ou na “nuvem”. Os proprietários ou operadores do sistema podem acessar dados visuais em tempo real de painéis individuais e solucionar problemas de desempenho ou falhas.

Adicionalmente, de acordo com o tamanho do sistema e aplicações particulares, existem microinversores monofásicos e trifásicos. Os primeiros são voltados para aplicações residenciais que detêm uma participação de mercado de sobre% 90, enquanto os últimos são para uso comercial e industrial.

Microinversores vs. outras tecnologias de inversores

Os microinversores apresentam muitas vantagens notáveis ​​em relação aos inversores solares tradicionais.

Microinversores vs. Inversores de String

Em um projeto solar de inversor string, todos os painéis solares são conectados em série e anexados ao inversor string central. Toda a energia CC gerada pelos painéis flui dentro do circuito em série e depois é agregada ao inversor string para o processo de conversão CC-CA. 

Embora a tecnologia MPPT seja normalmente utilizada no inversor, a eficiência geral e a produção são inferiores às de um projeto solar de microinversor. Porque o inversor string não pode realizar a otimização de energia a partir das fontes e é mais vulnerável a qualquer desempenho inferior de painéis individuais devido ao efeito de sombreamento ou outras avarias.

Microinversores vs. inversores de string com otimizadores

Como os microinversores se comparam aos inversores string emparelhado com otimizadores solares?

Normalmente considerados como uma versão melhorada dos inversores string, os inversores string com otimizadores adicionam otimização de energia em nível de painel e recursos de monitoramento ao sistema. Afastando a discussão sobre custo e manutenção, estes inversores também são meios eficazes para mitigar os efeitos de sombreamento e hotspot, especialmente para projetos residenciais.

No entanto, eles não podem se libertar das restrições do inversor string central. Isso leva a menos flexibilidade na expansão do sistema. A fiação CC de alta tensão dos otimizadores ao inversor também representa um risco de problemas de segurança, semelhante ao caso de um projeto de inversor string padrão.

Com seu design “dois em um”, os microinversores combinam otimização e conversão em uma única unidade, maximizando a eficiência geral e a produção, ao mesmo tempo que proporcionam flexibilidade e melhoram a segurança.

Resumindo os prós e contras

Preparamos um resumo dos prós e contras dos microinversores, para ajudá-lo a compreender os microinversores e avaliar se eles são uma escolha melhor.

Prós dos microinversores

• Melhor eficiência e produção: Os microinversores funcionam por painel. Eles otimizam e convertem energia para cada painel individual. Isto leva a menos impactos dos painéis vizinhos afetados na eficiência e produção geral do sistema. São ideais para instalações com sombreamentos frequentes ou orientações variadas dos painéis. 
• Capacidade robusta de monitoramento: seu módulo de monitoramento integrado permite que os proprietários do sistema acompanhem o desempenho de cada painel individual com facilidade usando aplicativos móveis. O monitoramento detalhado pode auxiliar na identificação imediata de problemas ou ineficiências específicas do sistema, para uma manutenção de rotina mais fácil e precisa.
• Elevada Flexibilidade e Escalabilidade: Em contraste com outras opções de inversor, os microinversores oferecem grande flexibilidade no projeto e expansão do sistema. Painel adicional com um microinversor emparelhado pode ser facilmente adicionado ao sistema sem a necessidade potencial de substituição do inversor string.
• Confiabilidade e garantia aprimoradas: Muitos microinversores modernos vêm com garantia de vida útil mais longa, de até 25 anos. Isso corresponde à vida útil dos painéis solares e, portanto, fornece uma garantia mais gerenciável para o sistema e tranquilidade em relação à confiabilidade e ao desempenho a longo prazo.
• Segurança atualizada: Os microinversores operam em tensões mais baixas em comparação com os inversores string, reduzindo o risco de arcos CC de alta tensão e possíveis riscos de incêndio. Sua capacidade integrada de desligamento rápido para falhas detectadas ou outras situações de emergência aumenta a segurança dos trabalhadores; por outro lado, adiciona outra camada de flexibilidade ao sistema.

Contras dos microinversores

• Custo inicial mais alto: Considerando a gama de benefícios oferecidos, os microinversores geralmente apresentam um custo inicial mais elevado do que outros inversores. Mas se os seus benefícios de desempenho a longo prazo superarem o custo inicial, isto não é suficiente para ser considerado uma desvantagem.
• Instalação e manutenção relativamente mais complexas: Como um microinversor é instalado para cada painel, o processo de instalação pode ser mais demorado do que instalar um inversor de string único. Além disso, existe um inversor em cada painel; isso se traduz em mais pontos potenciais de falha, aumentando a probabilidade de problemas de manutenção ao longo do tempo. Mas como muitos produtos têm garantia de 25 anos e permitem solução rápida de problemas para painéis de baixo desempenho, isso não parece ser um grande problema.

Inovações em Microinversores

Pesquisas contínuas estão sendo conduzidas para otimizar ainda mais o desempenho, a confiabilidade e as capacidades de integração dos microinversores.

Aprimorando o capacidade e adaptabilidade conectada à rede é um dos pontos focais. A tecnologia do inversor buck-boost sem transformador tem passou por constante refinamento. Ele pode diminuir e aumentar a tensão de forma inteligente para corresponder à tensão de saída necessária. Quando integrado em produtos microinversores, pode permitir maior flexibilidade no projeto do sistema e nas aplicações conectadas à rede. Para maior flexibilidade e adaptabilidade, os microinversores da série IQ8 da Enphase também integram seu circuito integrado específico de aplicação (ASIC) proprietário para permitir fácil alternância entre os modos ligados à rede e fora da rede.

Além disso, microinversores será mais inteligente. Os fabricantes utilizam microchips mais avançados com lógica digital de alta velocidade e tempos de resposta super-rápidos para lidar com mudanças de cargas e eventos de rede, o que, por outro lado, pode eliminar limitações no tamanho da bateria para sistemas solares mais armazenamento. 

Com base em capacidade computacional robusta, os microinversores podem de alguma forma funcionar como IA, aprenda constantemente com a tensão de saída do painel em cada ciclo CA e decida qual estratégia de conversão deve ser executada para o próximo procedimento de conversão. Isso aumenta ainda mais a eficiência e ajuda a capturar mais energia em condições de pouca luz.

Os microinversores são uma escolha melhor?

Se os microinversores são a melhor escolha para o seu projeto, depende de várias considerações. Além das pesquisas no local sobre espaço, clima, irradiação, sombreamento e similares, você deve levar em consideração a instalação e a manutenção. 

Combinando mais flexibilidade, confiabilidade, escalabilidade e inteligência em uma unidade compacta acaba sendo uma tendência dominante no mercado de inversores solares. Para muitos, a principal desvantagem pode ser o preço mais alto. Mas, especialmente se você focar na economia de longo prazo, os microinversores definitivamente valem o seu investimento.