O Instituto Fraunhofer ISE, um dos maiores centros de pesquisa em energia solar do mundo, anunciou o desenvolvimento de duas plantas pilotos na Alemanha com inversores fotovoltaicos com strings com tensão de 3.000 volts (3 kV).
Segundo a empresa, dependendo do resultado dos estudos, a tecnologia poderá transformar o modelo de construção de grandes usinas solares e reduzir os custos e o consumo de materiais.
A novidade faz parte do projeto “PVgoesMV”, que pretende demonstrar, por meio do resultado da operação de duas usinas piloto na Alemanha, que a elevação do nível de tensão dos sistemas fotovoltaicos para a faixa de média tensão é tecnicamente viável, segura e economicamente vantajosa.
Segundo o Fraunhofer, o avanço se torna ainda mais estratégico diante da expectativa de forte crescimento do setor. Estimativas apontam que cerca de 73 TW de nova capacidade solar deverão ser adicionados globalmente até 2050, o que demandará grandes volumes de matérias-primas, especialmente cobre e alumínio — insumos cada vez mais caros e escassos.
De acordo com o Instituto, com a elevação da tensão do sistema, é possível reduzir drasticamente a quantidade de cabos diminuindo tanto o consumo de materiais quanto os custos de instalação e operação das usinas.
“A transição para a média tensão é um fator crucial para reduzir a demanda por cobre e alumínio em grandes projetos solares e, consequentemente, melhorar a viabilidade econômica dessas usinas”, explica Felix Kulenkampff, gerente do projeto no Fraunhofer ISE.
Menos cabos, menos custos e mais eficiência
Em uma usina solar convencional de 50 MWp, o comprimento total dos cabos pode chegar a centenas de quilômetros. Com sistemas operando em tensões mais elevadas, essa infraestrutura pode ser drasticamente reduzida.
De acordo com o instituto, dobrar a tensão permite reduzir em até 75% a seção dos condutores, tornando os cabos mais finos, leves e fáceis de instalar. Além disso, transformadores e subestações passam a operar com maior capacidade, o que possibilita reduzir pela metade a quantidade desses equipamentos em grandes plantas, gerando economia adicional em materiais, obras civis e manutenção.
Usinas piloto testarão tecnologia em campo
O projeto prevê a construção de duas usinas experimentais nos estados alemães de Baden-Württemberg e Renânia-Palatinado, com potência instalada combinada de aproximadamente 135 kW. As plantas operarão com 3 kV no lado CC (corrente contínua) e 1,2 kV no lado CA (corrente alternada).
O inversor utilizado foi desenvolvido com semicondutores de carbeto de silício (SiC), tecnologia que permite maior eficiência, menores perdas elétricas e operação segura em tensões elevadas.
Durante os testes, serão avaliadas duas configurações: uma com módulos solares convencionais de 1.500 V e outra com protótipos de módulos desenvolvidos especificamente para operar a 3 kV, permitindo validar diferentes arquiteturas de sistema.
O objetivo final é criar padrões técnicos, protocolos de segurança e conceitos de qualidade que viabilizem a adoção comercial da média tensão em grandes usinas fotovoltaicas.
Caminhos futuros
O Instituto Fraunhofer destaca que o desenvolvimento dessa tecnologia conta com o apoio de fabricantes globais de módulos, cabos, conectores, semicondutores e equipamentos elétricos, o que indica forte interesse da indústria na viabilidade comercial do conceito.
Se os testes confirmarem os ganhos esperados, o uso de inversores de média tensão poderá representar um novo padrão para usinas solares de grande porte, contribuindo para reduzir custos, otimizar recursos naturais e acelerar a expansão da energia solar em escala global.
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