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Compatibilizando inversores e arranjos fotovoltaicos no PVSyst

Entenda a função Show sizing na tela de sistema do PVSyst

Autor: 28 de dezembro de 2020janeiro 12th, 2021Artigos técnicos
Compatibilizando inversores e arranjos fotovoltaicos no PVSyst

O PVSyst é um poderoso software que deve fazer parte da caixa de ferramentas de todo projetista fotovoltaico.

Análise de sombras, estimativa da produção de energia, estudo de perdas e análise econômica são alguns dos recursos que o PVSyst proporciona.

Entre muitas outras facilidades que o software apresenta, a função “Ver dimensionamento” (Show sizing) na tela de “Sistema” (System) é um recurso extremamente útil oferecido pelo PVSyst.

Este recurso facilita muito o dia-a-dia de quem dimensiona e projeta sistemas fotovoltaicos.

Figura 1: Localização da função “Ver dimensionamento” no PVSyst

A tarefa de compatibilizar inversores e arranjos fotovoltaicos requer a inspeção minuciosa das características presentes nas folhas de dados dos componentes.

Algumas características e alguns fatores que devem ser analisados são: máxima corrente e máxima tensão suportadas pelo inversor, faixa operacional de rastreamento de máxima potência do inversor, máxima corrente dos módulos fotovoltaicos, variação de tensão dos módulos fotovoltaicos em função da temperatura, número máximo de módulos da string e fator de sobrecarga do inversor e outras coisas.

A tarefa de verificar todos esses parâmetros, que pode consumir um tempo considerável do projetista, pode ser realizada num piscar de olhos no PVSyst. Além do tempo de trabalho reduzido, a redução da margem de erro no dimensionamento é uma vantagem muito grande dessa ferramenta.

No exemplo mostrado na Figura 1 temos um sistema de 9 kWp composto por 22 módulos de 410 Wp da Jinko Solar e 1 inversor grid-tie SMA Sunny Boy 8000, com potência de saída CA de 8 kW.

O resultado da ferramenta “Ver dimensionamento” para essa configuração é mostrado na Figura 2.

Figura 2: Resultado da ferramenta “Ver dimensionamento” no PVSyst

Figura 3: Características informadas na folha de dados do inversor. Fonte: SMA

Figura 4: Características informadas na folha de dados do módulo fotovoltaico. Fonte: Jinko Solar

A Figura 2 (tela do PVSyst) apresenta um resumo visual de todas as características do inversor e do arranjo fotovoltaico (2 strings de 11 módulos neste exemplo).  Entre outras coisas, nesta figura é possível visualizar instantaneamente e verificar a compatibilidade dos seguintes parâmetros do projeto:

Faixa de tensão operacional do inversor (Vmpp Min – Vmpp Max): é nesta faixa que deve estar situado o ponto de máxima potência do arranjo de módulos. Na Figura 2 vemos que o ponto de máxima potência situa-se exatamente dentro desta faixa.

Tensão máxima absoluta do inversor: é a tensão máxima que o inversor pode receber nos seus terminais. Não é a tensão operacional, mas a máxima tensão em circuito aberto (Voc) que os módulos fotovoltaicos podem aplicar ao inversor em qualquer situação. Na Figura 2 vemos que a tensão Voc em 5 oC (menor temperatura considerada neste projeto) é inferior ao limite suportado pelo inversor, portanto o projeto está seguro neste critério.

Corrente máxima suportada pelo inversor: é a máxima corrente que pode ser recebida nos terminais de entrada do lado CC do inversor. Na Figura 2 vemos que a corrente de curto-circuito das duas strings (20 A aproximadamente) é inferior à máxima corrente suportada pelo inversor.

Curva de potência máxima do inversor: a linha tracejada parabólica observada na Figura 2 mostra o limite de potência de entrada CC do inversor. O fato de o ponto de máxima potência (nas duas temperaturas consideradas no projeto) situar-se abaixo dessa linha indica boa compatibilidade entre o arranjo e o inversor. Quando o ponto de máxima potência ultrapassa a linha tracejada a ocorrência de limitação de potência durante a operação do inversor torna-se mais provável.

Fator de sobrecarga do inversor – relação Parranjo/Pinversor: o fator de sobrecarga do inversor é em torno de 13% neste projeto, conforme mostra a Figura 2. Isso significa que a potência nominal do arranjo fotovoltaico (em STC) é 13% superior à potência nominal (AC) do inversor. A ligeira sobrecarga do inversor é muito comum nos sistemas fotovoltaicos, considerando que raramente os módulos vão operar em sua potência de pico nominal.

Na Figura 2 vemos as características encontradas na folha de dados do módulo fotovoltaico JKM410M-72H da Jinko Solar.

Sem o auxílio da ferramenta “Ver dimensionamento do PVSyst” seria necessário buscar esses dados, calcular a tensão e a corrente do arranjo e fazer o ajuste da tensão de circuito aberto de acordo com a temperatura mais baixa considerada no projeto.

Todas essas informações são prontamente disponibilizadas pelo PVSyst, poupando esforço e minimizando a possibilidade de falhas durante a escolha das características do arranjo fotovoltaico e do inversor em um projeto.

Marcelo Villalva

Marcelo Villalva

Especialista em sistemas fotovoltaicos. Doutor (PhD), Mestre e Graduado em Engenharia Elétrica. Docente e pesquisador da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da UNICAMP. Diretor do LESF - Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos da UNICAMP. Autor do livro "Energia Solar Fotovoltaica - Conceitos e Aplicações".

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