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Otimizadores solares e inversores de string otimizados explicados + outras opções

Ao adquirir inversores solares para projetos ou negócios solares, você frequentemente se depara com otimizadores solares E inversores de string otimizados. Na verdade, não são produtos completamente diferentes; em vez disso, eles se correlacionam intimamente.

O que são otimizadores solares?

Os otimizadores solares são dispositivos conectados a cada painel solar de uma matriz.

A principal função de um otimizador solar é gerenciar a produção de cada indivíduo e combinar a potência da tecnologia de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) para garantir que cada painel esteja gerando energia em seu potencial máximo.

A invenção dos otimizadores solares decorre da necessidade de mitigar os efeitos de sombreamento e de “incompatibilidade” nos painéis solares, pois esses efeitos levarão a um desempenho inferior não apenas no nível do painel, mas também em todo o sistema.

Otimizadores solares abaixo dos painéis solares
"Otimizadores solares" (recorte) por Assurnipal está licenciado sob CC BY-SA 4.0.

O que são inversores de string otimizados?

Inversores de string otimizados, também conhecidos como inversores de string com otimizadores, são geralmente considerados uma versão melhorada do inversores string padrão. O conceito está mais inclinado a retratar uma estrutura ou sistema inversor.

Em um sistema de energia solar primário, na maioria das vezes um telhado residencial ou montado no solo, todos os painéis solares são conectados em série e vinculados a um inversor string, que agrega toda a saída dos painéis e processa a conversão DC-AC. A eficiência final e a produção de energia do sistema serão afetadas pelos painéis de baixo desempenho devido aos efeitos que acabamos de ignorar.

Ao incorporar otimizadores solares, o pico de saída e tensão de cada painel é bem rastreado e regulado antes que sua energia seja enviada ao inversor string central. Isso pode melhorar drasticamente a eficiência e o fornecimento final de CA do sistema.

Resumindo, um inversor string otimizado compreende otimizadores solares distribuídos instalados na parte traseira de cada painel e um inversor string instalado geralmente na parede próxima ao sistema.

Que outros benefícios os otimizadores solares oferecem?

Os otimizadores solares não funcionam apenas como otimizadores de produção de energia, mas também fornecem monitoramento de nivelamento do painel, o que é essencial em sistemas solares modernos por vários motivos.

Em primeiro lugar, a monitorização ao nível do painel permite a deteção precoce de quaisquer problemas ou avarias em painéis individuais, permitindo uma manutenção ou substituição imediata para garantir um funcionamento constante e suave do sistema.

Em segundo lugar, os fornecimentos de monitorização a nível do painel dados perspicazes sobre o desempenho de cada painel, facilitando a identificação de painéis com baixo desempenho, seja devido a sombreamento, defeitos físicos ou outros fatores. Ao abordar essas questões rapidamente, o desempenho ideal do sistema pode ser alcançado, levando ao aumento da produção, ao ROI favorável e à economia de custos.

Alguns podem pensar que a energia solar é gratuita e não há necessidade de criar problemas para o ideal, desde que a capacidade seja suficiente para satisfazer a procura diária.

Isso pode não ser nada de errado para aplicações fora da rede. Mas para aplicações ligadas à rede ou quando a energia solar autogerada não é suficiente para o consumo diário, a implementação de medidas de otimização com investimentos como otimizadores solares para melhorar a eficiência e a produção do sistema é de significado mais prático.

Os recentes estados de inflação estão a impor um pesado fardo à sociedade e à economia a nível mundial. Nos EUA, o Bureau of Labor Statistics informou que nos últimos 12 meses, a taxa de inflação atingiu 3.2%, enquanto os preços da electricidade no país subiu 3.6%. Embora a inflação energética na UE tenha diminuído desde o período inicial da guerra Rússia-Ucrânia, as casas e as empresas ainda estão lutando para pagar suas contas.

Inversores de string otimizados vs. microinversores: um breve contraste

Os microinversores também são normalmente instalados na parte traseira de painéis solares individuais. Eles são dispositivos dois em um que funcionam tanto na otimização quanto na conversão de energia.

Ao contrário do estrutura 'distribuída mais centralizada' Dos inversores string otimizados, os microinversores realizam otimização de saída em nível de painel e conversão CC-CA, eliminando a necessidade de um inversor central. Esse recurso também reduz a necessidade de fiação CC de alta tensão que poderia ocorrer em projetos de inversores string, aumentando a segurança do sistema.

Em projetos de inversores string otimizados, a expansão é limitada pela capacidade dos inversores string. Pelo contrário, a expansão em projetos solares de microinversores é direta; simplesmente adicionando mais painéis com microinversores ao sistema. 

Fornecer monitoramento e controle centralizados é um benefício atraente dos inversores string otimizados. Mas juntamente com algoritmos inteligentes e comunicação eficaz entre cada unidade, os microinversores também podem fornecer esta funcionalidade.

Em termos de vida útil, a maioria dos produtos microinversores vem com garantias mais longas e oferecem tranquilidade e custos potencialmente mais baixos a longo prazo. O design relativamente mais complexo dos inversores string com otimizadores os torna mais propensos a falhas.

No entanto, os inversores string otimizados são geralmente mais econômico do que microinversores.

Prós e contras de inversores de string otimizados

Ao comparar com outras opções de inversor em diferentes benchmarks, os prós e contras dos inversores string otimizados podem ser refinados da seguinte forma.

Prós dos inversores de string otimizados

  • Produção aprimorada em condições de sombra: Ao otimizar a saída de cada painel com os otimizadores, os inversores de string otimizados permitem que cada painel opere em seu próprio ponto de potência máxima, reduzindo assim o impacto do sombreamento ou painéis com baixo desempenho no desempenho geral do sistema.
  • Monitoramento e manutenção aprimorados: A capacidade de monitoramento em nível de painel permite o rastreamento detalhado do desempenho de cada painel. Essa vantagem auxilia na solução de problemas para manutenção direcionada prontamente. Se o inversor string falhar, diagnosticar e corrigir o problema será mais fácil do que consertar um microinversor.
  • Flexibilidade no Design do Sistema: Para locais que não possuem viabilidade para o posicionamento ideal dos painéis, os otimizadores fornecem suporte para o projeto flexível do sistema sem comprometer significativamente a eficiência e o rendimento.
  • Segurança aprimorada: Como um tipo de eletrônica de potência em nível de módulo, os otimizadores nessas estruturas de inversores podem fornecer recursos de desligamento rápido em nível de módulo em caso de choque elétrico, ao mesmo tempo em que seus projetos ou os de seus clientes estão em conformidade com as normas locais. códigos de desligamento rápido.
  • Custo-eficácia: Embora os inversores string otimizados sejam geralmente mais caros que os inversores string padrão, eles normalmente são mais baratos que os microinversores, sendo uma solução econômica que equilibra desempenho com considerações econômicas. Por outro lado, os otimizadores adicionam otimização e monitoramento em nível de painel aos seus atuais projetos solares de inversores string, evitando a necessidade de um substituto totalmente novo para microinversores.

Contras dos inversores de string otimizados

  • Maior complexidade e custo: O projeto de inversores string otimizados causa aumento de complexidade ao sistema, pois seus componentes agregados e design distribuído demandam maior consumo de materiais, mão de obra e tempo. Embora sejam mais caros do que os microinversores, o custo de instalação e manutenção pode aumentar.
  • Expansão Inconveniente: Semelhante aos projetos solares de inversor string padrão, quando se trata de capacidade, a expansão é limitada pela capacidade do inversor string.
  • Considerações sobre garantia: Como um todo, uma estrutura completa de inversor de string otimizada pode ter uma vida útil relativamente mais curta do que os microinversores mais avançados. Como existem mais componentes nessas estruturas; em alguns projetos as marcas e/ou datas de fabricação podem variar; gerenciar suas garantias pode ser um desafio.

As aplicações DC dos Otimizadores Solares

Usamos muitas palavras para elaborar as aplicações DC-AC de otimizadores em projetos de inversores solares. Na verdade, o uso de otimizadores solares em aplicações DC é mais simples.

Ao conectar otimizadores solares a baterias solares recarregáveis, às vezes necessitando da integração de um controlador de carga ou BMS, a saída CC dos painéis solares pode ser otimizada e armazenada em baterias sem as etapas extras de conversão CC-CA e depois CA-CC. Além da utilização de inversores solares híbridos mais avançados, esta é uma das formas mais eficientes de adotar energia DC. 

Considerações Finais

Os inversores string otimizados são uma opção econômica para adicionar recursos de otimização e monitoramento em nível de painel aos sistemas solares. Com vários benefícios decentes, funcionam bem para projetos de pequeno a médio porte para melhorar a eficiência e aumentar a produção de energia dos sistemas.

Os componentes do otimizador podem ser adotados separadamente para atualizar os sistemas solares atuais com inversores string padrão instalados. Isso apresenta grande flexibilidade para o seu marketing.

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