Case da Enertronica Santerno: inversores centrais em instalações utility scale

O crescimento do setor fotovoltaico em âmbito utility scale no mundo e o consequente aumento das dimensões das usinas, tornou necessário considerar estas instalações como verdadeiras centrais de produção, onde a eficiência de cada componente e as estratégias de O&M (operação e manutenção) têm um impacto decisivo no LCOE (custo nivelado da eletricidade) da usina e, portanto, na real lucratividade do investimento.

Neste contexto, a escolha do inversor representa um dos pontos fundamentais do projeto, já que os mesmos não possuem somente a função de converter a corrente contínua dos painéis solares em corrente alternada com a máxima eficiência possível, mas devem incorporar toda a eletrônica e a lógica de controle necessárias para fornecer funções avançadas de suporte à rede, operando com segurança, respeitando os requerimentos de conexão local e maximizando a eficácia da gestão da instalação graças a um monitoramento contínuo e confiável. Isto posto, evidentemente, com a finalidade de otimizar os custos do investimento, os custos de gestão e de O&M.

A escolha dos inversores e das soluções integradas de conversão se tornam, portanto, um elemento estratégico para maximizar o ROI (retorno do Investimento) do projeto.

Considerando este cenário, a Enertronica Santerno, empresa italiana com presença global na produção de inversores no setor de automação industrial, bem como na área fotovoltaica e em sistemas de armazenamento de energia com sede na Itália, é um dos principais  players globais  produtores de inversores e unidades de conversão integradas específicas para centrais de grandes dimensões. Por meio da tecnologia própria e do suporte direto ao cliente, está ampliando cada vez mais sua presença na América Latina.

O inversor centralizado TG1800 1500V TE representa o resultado de um grande know how acumulado em campo, com anos de experiência em solucionar falhas relacionadas à gestão de rede por meio dos próprios inversores e dos power plant controllers instalados em grandes centrais fotovoltaicas em mais de 30 países. Trata-se de uma solução completa, versátil, perfeitamente capaz de gerir a funcionalidade de suporte em redes complexas, respeitando as diretrizes de projeto mais exigentes.

Este modelo de inversor foi projetado com particular atenção ao CAPEX e ao OPEX, facilitando o dimensionamento do arranjo fotovoltaico graças à flexibilidade de projeto, e reduzindo consideravelmente os custos de geração decorrentes da agilidade e da simplicidade de intervenção na fase de manutenção.

Concebendo os inversores centrais como sistemas projetados para instalações de grandes dimensões, caracterizados pela sua maior potência e seu baixo custo, estes componentes são equipados por dispositivos que permitem o monitoramento e otimização da operação da usina.

Com um CAPEX reduzido, os inversores centrais garantem um melhor LCOE, e quando são integrados em skid stations (soluções integradas com a presença dos componentes de alimentação auxiliares e acessórios) podem representar uma redução adicional dos custos de O&M e logística.  As soluções turn-key oferecem a vantagem de uma garantia do sistema, além da redução dos custos de instalação e a redução dos tempos  de intervenção em caso de falhas.

A solução Sunway TG 1800 1500V TE, especialmente projetada para aplicações utility scale, permite alcançar um tempo médio de reparação (MTBR – mean time between repair) entre os mais baixos do mercado, criando uma grande vantagem na quantidade de energia produzida, com um efeito sensível no LCOE e nos custos de manutenção por meio da característica de reparação e reativação imediata.

A presença de soluções integradas representa uma realidade para os construtores de centrais fotovoltaicas na América Latina, onde um dos principais fornecimentos de soluções turn-key é a Fase I do Parque São Gonçalo (475 MW), na cidade de São Gonçalo do Gurguéia, no Estado do Piauí, norte do Brasil.

Para esta instalação no Piauí, que até o momento é a maior usina fotovoltaica da América Latina, a Enertronica Santerno forneceu 78 unidades do Sunway Skid TG 5400 1500V, cada uma caracterizada por uma potência nominal de 5,7 MVA, composta por 5 módulos de inversores outdoor com MPPT independentes.

Esta unidade de conversão foi fornecida em conjunto com transformadores MT, cabine MT, sistemas auxiliares, bem como sistema de monitoramento integrado capaz de transmitir à distância os parâmetros de funcionamento de cada estação de conversão, com suporte direto e eficaz ao gestor na previsão e na solução de eventuais adversidades.

Todas as unidades de conversão têm a característica de ter uma plataforma projetada pela equipe de inovação e desenvolvimento, que inclui caixa de coleta de óleos, a qual pode ser integrada ao sistema e facilmente transportada dentro de um contêiner. Além disso, com base nas exigências e necessidades do projeto é possível replicar a plataforma in loco, com baixos custos de construção e atividades de posicionamento.

Outrossim, um aspecto importante que deve ser enfrentado são as altas temperaturas que podem impactar no desempenho do sistema. A Enertronica Santerno, além de ter sistemas no Norte e no Nordeste do Brasil, forneceu também inversores e PCU (power conversion units) em áreas áridas como as da Jordânia e da Califórnia; localidades onde as temperaturas podem superar os 50 °C.

Uma variável crítica para o funcionamento do inversor fotovoltaico pode ser também as elevadas altitudes, o que pode originar graves problemas referentes ao processo de resfriamento dos componentes críticos do inversor, o que obriga, em muitos casos, uma delimitação da potência máxima, com efeitos negativos sob o LCOE.

Neste sentido, o know how tecnológico da Enertronica Santerno, representado pelas suas soluções integradas, teve um êxito positivo também no Chile (mais de 500 MW em PCU instalados), país onde estão presentes muitas usinas em elevadas altitudes.

Assim sendo, o inversor TG 1800 foi projetado para manter inalteradas as suas características até 2700 metros do nível do mar, devido à atenta análise de dados estatísticos coletados por décadas, referentes à performance dos próprios produtos, o que permitiu aos engenheiros da Santerno compreender e gerir os parâmetros críticos necessários da escolha ótima dos componentes eletrônicos de última geração.

Um importante exemplo da contínua expansão na América Latina por parte da Santerno foi o recente fornecimento de soluções de conversão de energia para a maior usina da Colômbia (190 MW). A peculiaridade desta instalação é que serão empregados os Skids 8000, um sistema integrado com 4 módulos do TG 1800, e que constituem um upgrade na qualidade de geração, com uma redução das atividades de O&M.

Dentro deste vasto contexto, onde no Brasil a Enertronica Santerno detém cerca 15% do fornecimento de inversores no segmento da geração centralizada (o Brasil possui cerca de 3 GW de potência instalada), constata-se o quanto é importante executar uma atenta avaliação das análises da performance futura de uma usina, o que pode gerar, além de uma maior precisão durante a fase de avaliação econômica, também uma diminuição dos riscos criados por falhas do sistema.

Portanto, uma clara visão da evolução dos inversores nos últimos anos e da condição de uma mais ágil e fácil integração com os sistemas de geração e monitoramento da instalação, demonstra o quanto as características dos inversores centrais de hoje oferecem uma clara vantagem em direção de um melhor CAPEX e OPEX do projeto.