Inversor solar com 2 MPPT operando com entrada única

Este artigo mostra que inversores com mais de uma entrada de MPPT podem ser operados com uma única entrada, mesmo quando seu datasheet (folha de dados) informa que possuem fisicamente duas ou mais entradas de MPPT. MPPT é a sigla para maximum power point tracking (rastreamento do ponto de máxima potência), que é um recurso embutido em todos os inversores para uso em sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Esse recurso é importante para garantir a operação dos módulos fotovoltaicos sempre no ponto de máxima potência, possibilitando a máxima geração de energia pelo sistema fotovoltaico. Recentemente, no mercado tornaram-se comuns os inversores com duas ou mais entradas de MPPT. Isso significa que os módulos conectados a uma entrada são desacoplados dos módulos das outras entradas. Os inversores executam o rastreamento da máxima potência de forma separada para cada entrada, permitindo o desmembramento dos módulos de um projeto em grupos independentes. Isso é útil quando temos projetos com sombras ou telhados com inclinações e orientações diferentes, por exemplo. Em alguns casos, entretanto, vemos inversores com múltiplas entradas de MPPT sendo comercializados em kits de geradores fotovoltaicos com apenas uma stringbox. Como isso é possível? Em teoria, se existem duas entradas de MPPT e se existe a necessidade de uso de stringbox, deveriam ser usadas duas stringboxes, uma para cada entrada. Isso é verdade, mas nem sempre. Depende de como o inversor está sendo configurado, como vamos explicar neste artigo. O fato importante que queremos destacar neste artigo é que os inversores com mais de uma entrada de MPPT podem ter todas as suas entradas ligadas em conjunto, passando a funcionar como inversores de entrada única. A vantagem disso é que, em muitos casos, não existe a necessidade de entradas de MPPT independentes e fazer a ligação com uma entrada única torna a instalação mais simples e mais barata. Em resumo, mesmo que o inversor ofereça duas ou mais entradas, ele ainda oferece a possibilidade de trabalhar com uma entrada única. Quando analisamos as folhas de dados dos inversores vemos nas suas descrições o número de entradas de MPPT que os equipamentos possuem. Normalmente, os inversores comercializados no mercado de micro e minigeração possuem entre duas e quatro entradas. Abaixo encontramos, por exemplo, o modelo REFUone 3K-2T da Refusol. Este inversor de 3 kW possui 2 entradas de MPPT independentes e permite conectar uma string por MPPT.

Tabela de especificações encontrada na folha de dados dos inversores Refusol:

O modo mais comum de se fazer o paralelismo das entradas de MPPT do inversor é através de uma conexão física das entradas dentro do próprio inversor. Alguns fabricantes fornecem um acessório especial de paralelismo para a constituição de um barramento de entrada único. Na figura abaixo observamos um sistema que possui 2 strings que são ligadas em paralelo na própria stringbox, que é um caso bastante comum. A stringbox neste exemplo possui 2 entradas e 1 saída. O inversor, originalmente possuindo 2 entradas de MPPT, opera com uma entrada única, tendo seus dois MPPTs ligados em paralelo (ou seja, transforma-se em um inversor de apenas uma entrada). Observe que o diagrama da figura 2 é unifilar, ou seja, cada ligação de entrada ou de saída possui na verdade dois cabos (positivo e negativo), que não são representados no desenho.

Em casos mais raros é possível encontrar um sistema como o ilustrado na figura a seguir, em que o paralelismo das entradas de MPPT é realizado fora do inversor. Neste caso, a stringbox deve ser projetada adequadamente. No exemplo abaixo temos um sistema que possui apenas 1 string e queremos ligar esta string a um inversor que possui 2 entradas de MPPT. Isso é tecnicamente possível desde que o fabricante permita e desde que o inversor esteja configurado para operar dessa forma, como veremos no estudo de caso mostrado na próxima seção deste artigo. No diagrama abaixo, observamos que a stringbox possui apenas uma entrada e apresenta duas saídas. Cada saída é ligada a uma conexão de entrada do inversor e dentro da stringbox as duas saídas estão ligadas em paralelo.

Paralelismo das entradas de MPPT realizado na stringbox. 

Estudo de caso

Este estudo é baseado em um gerador comercializado pela Aldo Solar. Ele é composto de 8 módulos fotovoltaicos de 335 W e um inversor Refusol de 3 kW. A própria fornecedora tem em seu site algumas instruções para a instalação desse sistema com a união das duas entradas, como vemos abaixo, ressaltando que os dois pares de cabos (2 positivos e 2 negativos) devem ter o mesmo comprimento e a mesma bitola neste projeto em particular, pois a corrente de saída da stringbox deve ser repartida entre as duas conexões de entrada do inversor.

Quando nos deparamos com a informação de que um único arranjo de painéis deve ser conectado utilizando as duas entradas do inversor, fica evidente que neste caso o recurso de entradas de MPPT independentes não será usado neste equipamento. Não há qualquer problema nisso, já que a possibilidade de usar as duas entradas de forma conjunta é uma função prevista pelo fabricante do equipamento. Isso permite também o uso de apenas uma stringbox no gerador fotovoltaico, o que torna a instalação mais simples. Ao abrirmos a folha técnica da stringbox comercializada ou mesmo o manual de instruções do inversor, vemos que as duas entradas do inversor estão sendo configuradas em paralelo. A stringbox comercializada neste kit gerador é a SB 1E-2S da Proauto. Esta stringbox tem entrada para apenas uma string e as duas saídas que estão em paralelo. Dessa forma as duas entradas de MPPT do inversor são ligadas em paralelo e funcionam como um MPPT único.

Tabela com dados da stringbox 1E-2S (1 entrada e 2 saídas) comercializada juntamente com o inversor REFUone 3K-2T para uso com 2 entradas de MPPT ligadas em paralelo:

O kit gerador em questão está sendo fornecido com o inversor configurado no modo paralelo e, por isso, é possível essa possibilidade de ligação, ou seja, o inversor possui fisicamente 2 entradas de MPPT, mas essa função não está sendo utilizada neste sistema. A figura abaixo, retirada do manual do inversor, mostra que as duas entradas de strings são ligadas a um bloco “boost” único. Ou seja, o inversor opera com MPPT único, com  duas strings ligadas em paralelo na entrada do equipamento.

Conclusão

Inversores para sistemas fotovoltaicos conectados à rede podem possuir uma ou mais entradas de MPPT, conforme o modelo. O número de entradas disponíveis encontra-se especificado na folha de dados do produto. Em condições específicas o uso das múltiplas entradas não é necessário. Alguns equipamentos permitem que as entradas de MPPT possam ser agrupadas em uma entrada única. Se o equipamento for comercializado e utilizado para ser usado desta forma, o projeto do sistema fotovoltaico deve levar isso em conta.