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Energia Solar é tudo igual? Entenda as diferentes tecnologias

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Que a Energia Solar Fotovoltaica é uma ótima opção de investimento, ninguém duvida.

Mas será que todo sistema de energia solar é igual?

A resposta é NÃO.

Nem toda energia solar fotovoltaica é igual no que diz respeito a rendimento na produção de energia, havendo diferentes tecnologias dos equipamentos utilizados nas instalações.

Já sabemos que os 2 principais componentes do Sistema são os painéis fotovoltaicos e o inversor. Se ainda não sabe Como Funciona, clique aqui e veja!

A grande diferença de tecnologia nos sistemas de energia solar está no inversor, equipamento que converte a energia produzida de corrente contínua para corrente alternada.

Isso porque os painéis produzem energia elétrica em corrente contínua.

Por outro lado, os equipamentos elétricos e eletrônicos utilizam corrente alternada na sua alimentação.

Os inversores também possuem a função de otimizar o rendimento da produção do sistema para produzir a quantidade de energia ideal para todo o sistema, conforme dimensionado no projeto.

Assim, é necessária a instalação desse equipamento, sendo que existem 3 formas mais comuns de se fazer essas funções:

  • String box (a mais utilizada);
  • MLPE com microinversores; e
  • MLPE com otimizadores de potência.

Vamos falar de cada uma dessas tecnologias de forma mais detalhada a seguir.

String

Nos inversores tradicionais ou string box os painéis são ligados em série em corrente contínua, gerando uma alta tensão de corrente até o inversor tradicional (que fica em um local dentro do seu imóvel).

Isso pode trazer algumas implicações em relação à segurança e geração de energia, que serão detalhadas a seguir.

O importante é entender que nesse tipo de tecnologia a string box faz as duas funções, de otimização da potência do sistema e transformação da corrente contínua em corrente alternada.

MLPE – Microinversores

Uma alternativa às string box são os microinversores, que são instalados no telhado, junto com os painéis.

Nesse tipo de tecnologia são instaladas no máximo 4 painéis a um microinversor, sendo necessária a instalação de vários microinversores em um sistema.

Eles já fazem as duas funções de otimizar a potência das placas e inverter a corrente elétrica.

Uma grande vantagem é que os painéis não se submetem a altas tensões.

MLPE – Otimizadores de potência

No sistema MLPE com otimizadores de potência, as funções são divididas, ou seja, tem um equipamento instalado nos painéis, sendo instalados no máximo dois painéis por otimizador, e um outro equipamento que faz a inversão da corrente elétrica.

Nesse caso, como os otimizadores são ligados apenas em dois paineis, assim como os microinversores, também não produzem energia elétrica em alta tensão.

A seguir faremos um comparativo em relação a alguns pontos de cada um dos tipos de tecnologia.

Rendimento na produção de energia

Em relação à produção de energia elétrica, os sistemas string possuem uma grande desvantagem se comparado à tecnologia MLPE, seja por microinversores ou otimizadores de potência, que possuem produção muito parecidas.

Isso porque no sistema tradicional string, como os painéis são ligados em série, a produção de todos os painéis é linear.

Isso significa dizer que se por algum motivo um painel estiver produzindo menos energia, todo o sistema irá nivelar a produção pelo painel de menor rendimento.

E a redução na produção de um painel pode se dar por vários motivos:

  • Diferença de fabricação;
  • Sombreamento;
  • Sujeira no módulo;
  • Diferença térmica;
  • Diferentes posições do módulo no telhado;
  • Danos devido ao transporte dos painéis.

Portanto, com um sistema com tecnologia string você não aproveitará o máximo rendimento de energia elétrica do seu sistema.

Por outro lado, na tecnologia MLPE, a otimização é feita de forma individual em cada painel.

Ou seja, o sistema consegue extrair a melhor produção de cada painel de forma independente.

Nesse caso, se algum dos painéis do sistema apresentar menor produção por qualquer um dos motivos citados, o sistema não é afetado como um todo, apenas o painel que está rendendo menos energia.

Isso garante que seja extraído o máximo do sistema, gerando maior quantidade de energia elétrica.

A produção poderia ser representada da seguinte forma:

Além disso, como na tecnologia string todos os paineis são ligados em série, caso alguma apresente problema é necessário verificar todo o sistema para identificar o painel problemático.

Por outro lado, como na tecnologia MLPE os painéis são ligados individualmente nos microinversores ou nos otimizadores de potência, o sistema de monitoramento é mais eficaz, podendo detectar exatamente o painel com defeito e corrigir de forma assertiva.

Resumindo, no sistema string a produção de energia é menor e se houver algum problema em um dos painéis, todos os outros serão afetados e a detecção do problema fica prejudicada.

Por outro lado, nos sistemas MLPE a produção é otimizada por painel e é possível identificar com precisão caso algum painel apresente defeito, economizando tempo e dinheiro, além de produzir mais energia elétrica.

Segurança

O ponto mais crítico nas diferentes tecnologias é a segurança.

Nos sistemas com tecnologia string existem riscos inerentes sérios, que não estão presentes nos sistemas com tecnologia MLPE.

O primeiro diz respeito à corrente gerada pelo sistema.

Como na tecnologia string todos os painéis são ligados em série antes de serem ligadas no inversor, o sistema opera em alta voltagem, podendo chegar a 1500 volts, dependendo do tamanho do sistema.

Isso significa que essas altas correntes circulam nos cabos que ligam as placas ao inversor.

Dessa forma, existe a possibilidade de ocorrer um fenômeno chamado arco elétrico.

O arco elétrico é aquela faísca que sai da tomada quando você conecta algum equipamento, ou nos interruptores quando ligados.

Como a corrente elétrica é baixa, até 220v, o arco elétrico não oferece maiores riscos.

Entretanto, em um sistema que chega a 900v, 1000v, a situação é outra, quando ocorre o arco elétrico, ele pode oferecer sérios riscos, até mesmo um incêndio.

Por isso acidentes em sistemas tradicionais string são bem mais frequentes.

Inversor string queimado

Inversor string queimado

Se quiser ter informações sobre incidentes com sistemas de energia solar, clique aqui e veja alguns estudos de caso.

Ou clique aqui e veja outro caso de incêndio e os riscos do arco elétrico.

Já nos sistemas com tecnologia MLPE, como os inversores são ligados em no máximo 4 painéis e os otimizadores de potência em 2 painéis, a corrente não passa de 220v, reduzindo consideravelmente o risco de arco elétrico com altas potências.

Além disso, quando utilizados microinversores não são instalados equipamentos dentro do imóvel, já que a ligação é feita diretamente no quadro de distribuição.

Com isso, reduz a possibilidade de contato de pessoas, crianças e animais domésticos dentro da casa com cabos de alta voltagem.

Já nos sistemas MLPE com otimizadores de potência, apesar de o inversor ser instalado dentro do imóvel, a corrente elétrica já chega na potência ideal para ser utilizada na residência, não havendo riscos maiores caso haja o contato de algum animal doméstico ou pessoa com o sistema.

Outro ponto que deve ser considerado no quesito segurança é no caso de pane.

Nos sistemas MLPE, os inversores e os otimizadores de potência só são acionados quando em contato com o sistema elétrico da concessionária, ou seja, caso haja uma pane elétrica, incêndio ou qualquer outro problema, os sistemas são desligados gerando uma corrente máxima de 30v.

Já nos sistemas com inversores string, no caso de pane apenas o inversor é desligado, já que as placas só são desligadas no caso de se desligar o Sol (o que é impossível de dia).

Dessa forma, em caso de incêndio, até o Corpo de Bombeiros fica impedido de atuar, tendo em vista que o combate ao incêndio é feito com água, um ótimo condutor de eletricidade, e com um sistema ligado em série, com altas voltagens, o resultado seria desastroso.

Por esse motivo, aconteceu nos Estados Unidos e em algumas regiões da Europa uma regulamentação para o setor de energia solar.

Como são mercados mais avançados, alguns problemas foram detectados e foram criadas regulamentações de maneira que as instalações tenham mais segurança.

A tecnologia MLPE vai ao encontro das novas regulamentações de segurança em todos os principais mercados fotovoltaicos pelo mundo, assim como o Código Americano, National Electrical Code de 2014.

Com isso, não há riscos de incêndio, nem de choque elétrico.

Vida útil e garantia

Outro aspecto a ser considerado na hora de escolher um sistema é a vida útil dos equipamentos.

Os equipamentos MLPE possuem uma vida útil bem mais longa do que os equipamentos string.

Isso se reflete nos prazos de garantia desses equipamentos.

No caso de sistemas com inversores tradicionais a garantia média é de 2 a 5 anos, podendo chegar até 10 anos.

Por outro lado, como possuem uma vida útil maior, os equipamentos MLPE possuem um prazo médio de garantia de 12 a 15 anos, podendo ser contratada garantia adicional, chegando até 25 anos, que é o prazo de garantia de produção dos painéis.

Monitoramento

Com o monitoramento de um sistema tradicional, você irá enxergar a produção do dia, do mês e do ano, porém, não verá quanto cada módulo está produzindo individualmente.

Se o sistema parar de produzir energia, não há como detectar remotamente se o problema é em um painel, no inversor ou em outro componente.

Somente uma visita técnica resolverá.

Veja como é o sistema de monitoramento de um sistema tradicional string:

Já em sistemas com tecnologia MLPE , além do você enxergar a produção do dia, do mês e do ano, o monitoramento visualiza a produção de energia em cada painel.

Caso ocorra alguma falha, é possível detectar exatamente onde ocorreu, de forma remota.

Isso facilitará a manutenção, pois painéis com baixo desempenho podem ser facilmente identificados, monitorados e corrigidos.

Veja como funciona o sistema de monitoramento de um sistema com tecnologia MLPE:

Facilidade na expansão do sistema

Outro fator importante que deve ser levado em consideração é a possibilidade de expansão ou ampliação do sistema.

Isso pode ocorrer por um aumento no consumo do próprio imóvel ou para utilizar na geração distribuída para autoconsumo, ou seja, para utilizar a produção em outros imóveis.

Para saber mais sobre autoconsumo, acesse esse post.

No sistema tradicional a ampliação é limitada, pois caso necessite ser ampliado, em regra, poderão ser acrescentado poucos painéis.

Para uma ampliação maior, você terá que comprar outro inversor.

Já com os microinversores, os sistema pode ser ampliado com maior facilidade, bastando aumentar junto com a quantidade de painéis, a quantidade de microinversores.

Portanto, colocar um sistema de energia solar não é somente encontrar o sistema mais barato.

Deve ser analisada a tecnologia utilizada no sistema para não haver nenhum desperdício no investimento, porque todos esses fatores afetam o retorno do investimento.

Resumindo, as principais diferenças entre os sistemas com inversores tradicionais e sistemas com tecnologia MLPE são:

Item Inversor string (tradicional) MLPE
Garantia Garantia média de 1 a 7 anos do inversor Microinversores:

Garantia mínima de 15 anos, havendo a opção de garantia adicional podendo chegar até 25 anos

Inversores com Otimizadores de Potência:

– 12 anos para os inversores; e

– 25 anos para os otimizadores de potência.

Segurança Gera altas tensões, aumentando o risco de incêndio por arco elétrico;

Não tem como desligar os painéis em caso de incêndio, impedindo a ação dos bombeiros;

Expõe os integrantes da casa, como animais e crianças a altas tensões

A eletricidade gerada é injetada diretamente no quadro a 220 volts

O sistema é desligado no caso de pane elétrica ou incêndio

Geração de Energia Como os painéis são ligadas em série, quando houver uma redução da eficiência de um painel em razão de problemas no transporte, nuvem, sujeiras, sombreamento, toda a produção é afetada, nivelando o rendimento de todo o sistema com o painel de menor geração Como os painéis são ligadas no microinversor ou no otimizador de potência, o sistema consegue otimizar a produção dos painéis individualmente. Ou seja, se houver redução na produção de um dos painéis, os outros não são afetados
Monitoramento Outra consequência de ligação dos painéis em série é a impossibilidade de se detectar o painel que está com defeito, sendo necessário subir no telhado para fazer testes O sistema é monitorado por aplicativo que se pode verificar a produção de cada painel individualmente, sendo possível verificar eventuais falhas
Facilidade de Expansão Caso necessite ampliar o sistema, em regra, terá que adquirir outro inversor O sistema pode ser ampliado sem problemas, apenas acrescentando painéis e microinversores

Por todos esses motivos a Rota Solar dá preferência para equipamentos com tecnologia MLPE.

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Para saber mais sobre Energia Solar, acesse nosso Guia Definitivo.

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