23 de outubro de 2021

Diferenças entre microinversores e inversores string

Apesar do seu custo mais elevado, microinversores geralmente possuem prazo de garantia estendido e maior vida útil

Autor: 13 de julho de 2021Opinião
Diferenças entre microinversores e inversores string

Uma das dúvidas mais frequentes no mercado fotovoltaico é a diferença entre o microinversor solar e o tradicional inversor de string e quando utilizá-los. 

Se você pretende adquirir um sistema de energia solar para sua casa ou tem clientes ainda indecisos sobre qual produto escolher, este artigo irá te ajudar.

A diferença que mais chama atenção ao compararmos os dois é o tamanho: o inversor de string é maior e visa atender uma ou algumas “strings” (conjunto de módulos fotovoltaicos ligados em série). 

Já o microinversor, como o próprio nome indica, é menor e visa atender a no máximo quatro módulos por equipamento, otimizando cada um deles individualmente. 

Assim, um mesmo sistema que poderia ser atendido por apenas um inversor de string pode funcionar com vários microinversores (cada um deles alocado atrás dos painéis e em cima do telhado). 

Instalar diversos inversores no lugar de apenas um pode parecer uma desvantagem — mas, na prática, em muitos casos ocorre o contrário: instalar vários microinversores em vez de um inversor de string pode tornar um sistema solar mais eficiente e econômico.

MPPTs ou otimizadores

Essa vantagem do microinversor se dá muito por conta da forma como se utilizam os MPPTs (Maximum power point tracking ou Rastreador do Ponto de Máxima Potência). 

Em um projeto com microinversores, é possível utilizar cada entrada de MPPT para beneficiar individualmente cada módulo solar, enquanto no caso do inversor de string podemos ter um MPPT para até 20 módulos (o que pode reduzir consideravelmente os ganhos com a otimização de energia).

A melhor distribuição de MPPTs (conceito MLPE ou Module-Level Power Electronics) faz com que o sistema como um todo gere mais energia que no caso dos inversores de string, especialmente em instalações com sombreamento, diferentes posições dos painéis ou perda de rendimento dos painéis — perda essa que é esperada, mas que na prática ocorre de forma desigual prejudicando o todo.

Ou seja, o microinversor potencializa os benefícios dos MPPTs sobre o sistema como um todo, evitando que as diferenças operacionais dos módulos individuais “derrubem” o desempenho de todo o arranjo de módulos solares (o que acontece no caso dos inversores de string).

Sombreamento

Enquanto o microinversor otimiza os painéis fotovoltaicos “individualmente”, o inversor de string sempre tratará vários painéis como um conjunto (e, assim, uma diferença de qualquer um deles acabará por prejudicar todos). 

Por conta disso, se existir sombreamento em um ou mais painéis, o sistema fotovoltaico como um todo é comprometido em maior proporção quando trabalhamos com inversores de string. 

Já com o microinversor, cada painel solar será otimizado de forma separada por seu MPPT independente. Assim, uma perda localizada (como o sombreamento de um módulo) não prejudicará todo o sistema de energia solar.

Flexibilidade dos projetos

Outra vantagem dos microinversores é que eles podem ser instalados em qualquer combinação de quantidade, modelo de painéis, orientação, inclinação e até potências.

A possibilidade de mudança de orientações e inclinações é um importante benefício, já que permite maior flexibilidade do projeto e facilita uma eventual expansão 

Quando trabalhamos com inversores de string, precisamos que os módulos conectados estejam posicionados nas mesmas orientação e inclinação para terem um comportamento idêntico ou similar. 

Não podemos, por exemplo, utilizar o mesmo inversor para painéis que estejam voltados para lados opostos ou com inclinação distinta — uma condição que limita muito as possibilidades na hora da instalação. 

Facilidade de expansão – modularidade

Além de permitir maior flexibilidade na instalação de um projeto solar fotovoltaico, o microinversor também facilita que o sistema seja aumentado posteriormente, devido à modularidade intrínseca de seu conceito MLPE.

Para ampliar um projeto com microinversores, basta adquirir mais módulos fotovoltaicos e adicionar um número proporcional de novos microinversores ao sistema. 

Já para expandir um projeto com inversor string é necessário realizar a troca para uma potência maior e analisar, com antecedência, o novo dimensionamento desse arranjo fotovoltaico maior. 

Outro ponto importante: quando ampliamos um sistema atendido por um inversor string, muito provavelmente misturaremos painéis solares comprados em momentos diferentes (ou seja, os módulos terão eficiências diferentes, e, quando os misturamos, os de pior rendimento deverão prejudicar os melhores). 

Já os microinversores evitam esse problema, pois otimizam individualmente cada placa solar (ou seja, os painéis mais desgastados não terão interferência no funcionamento dos outros). 

Segurança do sistema e na instalação

Enquanto o microinversor opera em baixas tensões de corrente contínua (60 V), o inversor de string utiliza tensões mais altas (de até 1.500 V), o que pode envolver riscos no momento da instalação e posteriormente, aumentando a chance de choques elétricos e até incêndios. 

Além disso, os microinversores já convertem a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA) diretamente em cima do telhado — portanto, todo circuito elétrico trabalha em corrente alternada 220 V ou 127 V, reduzindo o risco de arco voltaico, por exemplo, e aumentando a segurança como um todo.

Finalmente, uma última vantagem de segurança para os microinversores é o fato de que em caso de incêndios ou outros tipo de acidentes, a energia é cortada já em cada microinversor, reduzindo o risco não só de causar novos incêndios e problemas, como também reduzindo o risco para os bombeiros ou quem for combater o fogo.

Vida útil e garantia

Nesses aspectos, o microinversor também sai na frente, geralmente com 10 a 15 anos de garantia — dependendo do fabricante — e cerca de 25 a 30 anos de vida útil (aproximadamente o mesmo tempo que o painel solar atinge). 

Já o inversor tradicional de string possui geralmente 5 a 7 anos de garantia, dependendo do fabricante, e sua vida útil estimada é de 10 a 15 anos — ou seja, o inversor de string trabalha praticamente metade da vida útil de um painel fotovoltaico, o que trará custos adicionais no futuro para a realização da troca.

Manutenção e monitoramento

Tanto os microinversores quanto os inversores de string possuem sistemas de monitoramento remoto, uma funcionalidade primordial para acompanhar a produção e o retorno financeiro do sistema de energia solar. 

No entanto, há uma grande diferença nesse quesito, uma vez que os microinversores monitoram cada painel individualmente, enquanto os inversores de string conseguem monitorar apenas as strings completas.

Um problema das strings é que, quando acontece um defeito ou perda em alguma placa específica, a geração de energia de todo o conjunto será impactada e ficará abaixo do esperado. Essa característica dos inversores de string atrapalha também o monitoramento do sistema — já que é mais difícil encontrar qual painel apresenta algum problema, uma vez que a perda se dilui em toda a série e às vezes não é sequer notada.

Já no microinversor, a otimização de energia é individual para cada placa e, logo, o monitoramento também é. Assim, podemos identificar mais rápido as falhas, pois ficará nítido qual placa está com um desempenho pior que as outras (o que permite também avaliar se o problema é defeito técnico, sombreamento, sujeira ou outro fator).

Com melhor monitoramento, consequentemente, a manutenção dos projetos também é mais simples com microinversores. Podemos facilmente identificar qual painel ou conexão apresenta problemas e substituí-los, evitando que o sistema seja impactado por mais tempo (às vezes anos e anos no caso dos inversores string, por conta da dificuldade de se perceber um problema específico). 

Qual o melhor inversor solar?

O inversor é o equipamento mais complexo em um sistema de energia solar e é fundamental escolhê-lo com cuidado. O inversor de string tem a vantagem de demandar a utilização de poucas unidades em uma instalação (embora necessite de uma infraestrutura mais complexa do que o microinversor) e de ser um aparelho fácil de ser acessado a qualquer momento para manutenções.

Os microinversores, em contrapartida, facilitam a identificação de problemas no sistema por contarem com monitoramento individual, permitindo que o instalador verifique os alertas de falhas e acompanhe os dados individualizados de cada placa solar no arranjo fotovoltaico.

Dependendo das condições do local de instalação como a presença de árvores ou chaminés (entre outros objetos que possam causar sombras) , o sistema fotovoltaico com inversor de string acaba perdendo rendimento como um todo por conta de sombreamento e sujeiras. 

Essa situação pode ser minimizada utilizando-se o microinversor, que emprega o conceito de MLPE, otimizando individualmente cada painel solar.

Outro diferencial do microinversor é permitir a instalação de painéis fotovoltaicos com orientações e inclinações diferentes, sem que um módulo afete a produção de energia de outras placas solares.

Em relação ao preço, os microinversores tendem a ser um pouco mais caros do que os inversores de string, porém recentes declínios em seus custos os tornaram uma opção mais competitiva, além do próprio fato de terem uma vida útil duas vezes maior que os string.

Ainda sobre os custos, vale a observação de que, no caso do microinversor, fica dispensado o uso da string-Box (caixa de proteção com fusíveis, chave e proteção contra surtos) no lado da corrente contínua (CC), o que também gera economia na instalação do projeto.

Outro fator que deve ser levado em conta ao se analisar o “payback” (retorno de investimento) de cada equipamento é a vida útil. O microinversor tem durabilidade, em média, duas vezes maior que o inversor de string, o que gera um maior custo-benefício a médio e longo prazos. 

Além disso, a perda de eficiência ao longo do tempo, por degradação das placas solares, será sempre menor com os microinversores — pois a ausência de altas tensões inibe o efeito PID (degradação induzida por potencial), principal responsável pela degradação a longo prazo dos módulos fotovoltaicos.

De forma prática, os microinversores serão sempre melhores em condições adversas (como sombreamento, diferentes faces do telhado, etc.) e também em sistemas de menor porte (até 15 ou 20 kWp), onde a diferença de custo será compensada por não utilizar string-box, pela instalação mais simples e pela segurança geral do sistema. Em sistemas maiores ou sem tais condições, o inversor de string pode ser a melhor opção.

Raphael Pintão

Raphael Pintão

Engenheiro com formação na Universidade de São Paulo (USP) e no Politecnico de Torino. É Master in Business Administration pela Fundação Instituto de Administração (FIA). Sócio da Neosolar Energia, Já trabalhou como consultor em Sustentabilidade na Axia Value Chain.

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