Estamos preparados para os inversores híbridos?

Já faz algum tempo que o assunto de inversores híbridos é discutido por fabricantes e instaladores do mercado fotovoltaico brasileiro.

A rápida evolução da tecnologia de armazenamento aplicada à geração solar tem permitido  a criação de sistemas cada vez mais eficientes. Alguns fabricantes,  como a Fronius, já trabalham com inversores híbridos há algum tempo. 

Mas antes de abordar o status atual dos sistemas com inversores híbridos em nosso mercado, é necessário entender o que é um inversor híbrido e quais são as vantagens desse tipo de equipamento. 

Um inversor solar híbrido é aquele que permite também a conexão de um banco de baterias, ou seja, ao mesmo tempo em que ele está conectado à rede de distribuição (on-grid) e a uma fonte solar, ele também é conectado a um  banco de baterias. 

Esse tipo de equipamento é diferente daquele usado em aplicações off-grid com baterias, onde não há  conexão com a rede. 

O inversor híbrido tem o mesmo comportamento de um on-grid? 

A resposta é sim e não, pois em termos de operação conectada à rede de distribuição o equipamento híbrido tem as mesmas características de um sistema puramente on-grid, realizando a interface com a rede elétrica com as mesmas características.

Porém, quando falamos em  aplicação e dimensionamento existem diferenças. A principal função do sistema híbrido é conhecida como backup, ou seja, suprir o fornecimento de energia para as  cargas em caso de queda ou interrupção da rede elétrica, ou mesmo durante momentos em que a energia proveniente da rede elétrica é mais onerosa para o usuário. 

Portanto, trata-se de um  sistema mais eficiente com relação ao gerenciamento do uso da energia e o seu dimensionamento requer uma abordagem mais detalhada. É necessário avaliar o perfil de consumo da instalação, determinar os horários de maior consumo e compreender quem são os maiores consumidores (cargas) e quais são as expectativas de economia e investimento. Por se tratar de um sistema mais caro do que o sistema on-grid convencional, esses cuidados adicionais são necessários.  

O intuito deste artigo é abordar algumas funcionalidades do inversor híbrido e mostrar quais são os passos a serem seguidos pelo mercado brasileiro para que tenhamos este tipo de sistema o mais rápido possível. 

Conforme mencionado anteriormente, uma das principais características do inversor híbrido é a sua função de backup. O inversor GEN24 da Fronius, por exemplo, permite duas possibilidades: a primeira é o que chamamos de PV-point e a segunda é o full-backup. 

Uma das primeiras aplicações do GEN24  em uma instalação residencial na Europa possui as características mostradas na tabela abaixo.

Tabela 1: Dados de um sistema com inversor híbrido instalado em Wels, Áustria

Potência da instalação	10,2 kWp
Tipo de sistema	Instalado em telhado
Inversor	Fronius Symo GEN24 Plus 10.0
Solução de armazenamento	BYD Battery-Box Premium HVM 22.1
Geração anual aproximada	10.500 kWh
Comissionamento	Março de 2019

Neste sistema, a função full-backup garante que todas as cargas da instalação sejam alimentadas mesmo com uma possível falha na rede de distribuição. Nesta situação, mesmo que haja a queda de energia da rede, ou horários específicos para o trabalho desconectado da rede, o banco  de baterias é responsável por continuar abastecendo as cargas que estão ali conectadas.  

Quando o sistema está conectado à rede e operando normalmente os módulos fotovoltaicos são responsáveis pelo carregamento das baterias ou, quando não houver energia solar disponível, é possível realizar o carregamento do banco de baterias pela própria energia da rede. 

Para que este tipo de inversor funcione corretamente e possa ser homologado no Brasil é necessário o uso de uma chave de transferência, para que a instalação seja totalmente isolada da rede elétrica em caso de operação do inversor desconectado da rede (no modo off-grid, com suprimento integral de energia a partir das baterias). O seu uso, suas características e seus requisitos ainda devem ser estabelecidos em norma.

A outra função de backup do GEN24 é o PV-point. Nesta configuração o inversor não necessita da conexão a um sistema de baterias. Trata-se de um ponto de alimentação de emergência em caso de falha na rede de distribuição.

Este ponto de alimentação, ou este circuito dedicado disponível, pode ser utilizado para abastecer cargas de até 3 kW, e é totalmente independente da conexão com a rede, podendo trabalhar como ponto isolado em caso de desconexão do inversor da rede elétrica.

O inversor híbrido irá permitir elevar ao máximo o gerenciamento inteligente de energia,  trazendo muito mais eficiência do que o sistema on-grid convencional. Além das características já mencionadas, o GEN24 possui uma tecnologia chamada de Multi Flow. 

Os inversores convencionais trabalham com uma certa limitação de fluxos de energia, geralmente permitindo  a circulação em apenas uma única direção e sem paralelismo. Já no caso do GEN24, a direção da energia pode ser para ambos os lados do acoplamento CA/CC e de forma paralela. 

A tecnologia Multi Flow permite um gerenciamento mais inteligente do uso da energia elétrica, inclusive para agregar soluções de armazenamento a sistemas fotovoltaicos já existentes com inversores on-grid convencionais.

O que falta para este tipo de sistema ser utilizado no Brasil?

Existem algumas barreiras a serem quebradas neste momento. A primeira delas é o novo modelo de certificação de inversores por parte do INMETRO. Este tipo de inversor, para ser homologado em um sistema conectado à rede, deverá ser certificado como “inversor híbrido”.

Atualmente a portaria 004/2011 do INMETRO, que diz respeito aos inversores fotovoltaicos para conexão à rede, não contempla os inversores híbridos, que podem operar com bancos de baterias e possuir diversos modos de funcionamento além da conexão padrão com a rede elétrica.

Já existem conversas entre os fabricantes e o INMETRO sobre um novo modelo de certificação, porém ainda sem uma data exata para se tornar oficial.

O segundo ponto é a qualificação do mercado brasileiro. Como dito anteriormente, este tipo de sistema exige uma apuração mais eficiente e um detalhamento mais aprofundado dos projetos.

É muito comum ouvir alguns instaladores dizerem que o sistema híbrido irá simplesmente livrá-los da rede de distribuição, mas sabemos que essa não será a principal função destes equipamentos.

Apesar dessas barreiras, os inversores híbridos são uma evolução natural do mercado de energia fotovoltaica e, com toda a certeza, trarão novas oportunidades de negócios para os fabricantes e para as empresas de projetos e instalação, além de muitos benefícios para os consumidores, que vão poder contar com funções avançadas de gerenciamento de energia e backup.