Um inversor de energia é um dispositivo eletrônico. A função do inversor é alterar uma tensão de entrada de corrente contínua para uma tensão de saída de corrente alternada simétrica, com magnitude e frequência desejadas pelo usuário.
Em seus primórdios, as instalações fotovoltaicas usavam eletricidade para consumo na mesma tensão e da mesma forma que a recebiam de painéis solares e baterias. Ou seja, eles trabalhavam com uma corrente contínua de 12, 24 ou 48 volts.
Essa característica marcou um grande diferencial com os usuários que possuíam uma rede de distribuição elétrica ou grupos geradores em 220 volts de corrente alternada. Por esta razão, os inversores elétricos foram introduzidos.
Para que serve um inversor de potência?
Os inversores são usados em uma ampla variedade de aplicações, desde pequenas fontes de alimentação para computadores até aplicações industriais.
Aqui estão alguns exemplos onde um inversor elétrico é usado:
Em uma instalação fotovoltaica eles são usados para converter a corrente contínua fornecida pelos painéis solares em corrente alternada.
Nas fontes de alimentação ininterruptas de uma instalação elétrica, o inversor converte a tensão fornecida pela bateria em corrente alternada.
Na transmissão de energia elétrica, o inversor converte a energia em corrente contínua transferida em algumas linhas de energia para alimentar a rede de corrente alternada.
A realização de uma fonte de alimentação chaveada, para transformação em corrente contínua, com vantagens consideráveis em termos de eficiência, tamanho e peso
No setor aeroespacial, eles são usados para fornecer aos aviônicos das aeronaves uma corrente alternada altamente estável, mesmo se alimentada por baterias (em caso de falha elétrica)
Variação de velocidade em motores elétricos.
Como funciona um inversor de energia?
Um inversor simples consiste em um oscilador que controla um transistor, que é usado para interromper a corrente de entrada e gerar uma onda retangular.
Os inversores de onda senoidal têm um transformador que suaviza sua forma, fazendo com que pareça um pouco mais com uma onda senoidal. Uma boa técnica para conseguir isso é usar a técnica PWM tornando a componente senoidal principal muito maior do que as harmônicas mais altas.
A forma de onda quadrada gerada por esses dispositivos tem o problema de ser rica em harmônicos mais altos, enquanto a onda senoidal da rede é desprovida deles.
Vantagens dos inversores de potência
É o tipo de corrente que é usado em todo o mundo e, portanto, dá um ponto de normalidade.
Facilita a compra de eletrodomésticos para poder acessar os mais eficientes.
Permite manter valores estáveis de tensão e forma de onda, apesar da variabilidade do estado de carga das baterias.
O fato de trabalhar com tensões mais altas (220V é 18 vezes 12V) permite trabalhar com uma intensidade de corrente menor de acordo com a lei de Ohm. Desta forma, condutores elétricos mais finos podem ser usados e as perdas devido ao efeito Joule são minimizadas.
Desvantagens dos inversores de potência
A instalação é composta por mais um elemento, o conversor. Portanto, a confiabilidade do sistema diminui.
O conversor tem algumas perdas elétricas para compensar gerando mais eletricidade para os módulos (5%).
Em pequenas instalações, o conversor pode representar uma parte significativa do orçamento; Por exemplo, para uma instalação de cerca de 100 Wp de potência do módulo, um conversor de 250 W pode representar 20% do custo total.
Quais características devem ser levadas em consideração em um inversor de corrente?
Principais características que definem um conversor
Tensão de entrada (Vcc): este valor deve ser igual ao da bateria (12, 24, 48 V).
Tensão de saída (Vac): este valor deve ser normalizado (230 Vac).
Estabilidade de tensão de saída/entrada: São suportadas variações de até 10% para conversores de onda quadrada e 5% para conversores de onda senoidal.
Tipo de onda: Atualmente, os inversores devem apresentar um formato do tipo corrente alternada normalizada com uma onda senoidal pura.
Capacidade de sobrecarga ( potência de pico) e proteção térmica: muito útil em instalações com motores, pois na partida a potência necessária para operação nominal pode ser duplicada, embora apenas por alguns segundos.
A eficiência energética ou desempenho do conversor é a relação entre a energia que o conversor fornece ao consumo em corrente alternada e a energia que este conversor de entrada necessita (da bateria).
Start-up automático e status de espera: permite que as partes de potência do mesmo conversor sejam desconectadas na ausência de consumo. Mais tarde, eles se reconectam quando detectam uma demanda de energia acima de um limite definido anteriormente.
Proteção contra inversão de polaridade e curtos-circuitos: opções básicas, dadas as possibilidades de erro ou falha de operação dos circuitos consumidores que são altas durante a vida útil do conversor.
Baixa distorção harmônica: parâmetro relacionado à qualidade da onda gerada. Os harmônicos são normalmente removidos por filtros, embora isso envolva perdas. A variação da frequência da tensão de saída será inferior a 3% da nominal.
Possibilidade de ser combinado em paralelo: permitirá um possível crescimento da instalação e do consumo de energia.
Bom comportamento com variação de temperatura: margem de operação entre -5ºC e 40ºC.
Inversores de energia para células solares
Os inversores dos sistemas fotovoltaicos para entrada na rede elétrica são projetados especificamente para este fim. Sua função é transformar a energia elétrica na forma de corrente contínua produzida pelas células solares em corrente alternada para poder fornecê-la à rede elétrica.
Os painéis fotovoltaicos possuem uma curva característica tensão/corrente tal que existe um ponto ótimo de trabalho, chamado de ponto de potência máxima. Se ficarmos neste ponto, é possível extrair o máximo de energia das células solares.
Esta curva característica varia continuamente de acordo com o nível de radiação solar recebida. Este tipo de inversores de corrente são otimizadores de potência porque são projetados para permanecer neste ponto e obter a máxima produção de energia elétrica possível.
carregador inversor
No caso de utilização de baterias, existem no mercado carregadores inverter. Um carregador inversor tem duas funções:
Transforma a corrente contínua que sai das baterias em corrente alternada
Possui um carregador para fornecer energia à bateria a partir de uma fonte elétrica externa.
inversor híbrido
Os inversores híbridos podem ser alimentados tanto pela rede elétrica quanto por uma bateria fornecendo o mesmo tipo de corrente de saída elétrica. Ou seja, a tensão de entrada pode ser de uma bateria em corrente contínua ou da rede elétrica em corrente alternada.
inversor de string
Este tipo de inversor solar é utilizado em painéis solares conectados em série que são agrupados em ramais para enviar toda a energia elétrica gerada para um único inversor de potência.
