De modo geral, o derating por temperatura é a redução automática da potência de saída de um inversor quando a temperatura ambiente ou interna do equipamento ultrapassa os limites estipulados pelo fabricante. Isso ocorre como forma de proteção térmica para proteger os componentes internos.
Quando o inversor opera em altas temperaturas, os componentes internos como transistores e capacitores podem sofrer desgaste acelerado, superaquecimento ou até falhas. Para evitar danos, os inversores são projetados para reduzir sua potência de saída (derating) gradualmente a partir de uma temperatura-limite, geralmente entre 45 °C e 60 °C.
Características do derating por temperatura
Proteção do Equipamento: redução da potência em altas temperaturas evita o superaquecimento dos componentes, aumentando a vida útil do inversor;
Redução de falhas e interrupções: sem esse mecanismo, o inversor poderia se desligar ou falhar totalmente em dias muito quentes;
Desempenho: em regiões de clima quente ou em locais onde a instalação não tem boa ventilação, o derating por temperatura pode ocorrer com frequência, reduzindo a geração de energia.
Como minimizar os efeitos do derating térmico?
Para minimizar os efeitos de derating térmico é importante seguir as boas práticas abaixo:
- Instalar o inversor em local ventilado e sombreado;
- Evitar exposição direta ao sol;
- Escolher inversores com boa dissipação térmica ou ventilação forçada;
- Verificar as curvas de derating no datasheet do fabricante.
Case real: prova de conceito
A partir dos ensaios no laboratório da UFSM (Universidade Federal de Santa Maria) foi comprovado o desempenho dos inversores residenciais da Huawei perante aos concorrentes do mercado, quando submetidos a altas temperaturas. Todos os inversores testados são monofásicos, on grid, 220V e potência de 5 kW.
Rotina de ensaio
A rotina de testes teve início com a instalação dos inversores na câmara térmica.
A partir dessa configuração, foi possível realizar os ajustes controlados de temperatura, aos quais os inversores foram submetidos. Com base nesse procedimento, foram coletadas as variações de potência nominal dos inversores conforme a temperatura foi alterada no intervalo de 25 °C a 60 °C.
O objetivo dessa etapa foi verificar se os valores reais de operação dos inversores acompanham as especificações fornecidas pelos respectivos fabricantes.
Resultados obtidos
O gráfico abaixo mostra o resultado do ensaio para o inversor Huawei, onde pode-se verificar que a potência medida está em média 10W acima da potência nominal, demonstrando que o inversor Huawei atende à potência declarada de 5 kW na faixa de temperatura operacional de sua etiqueta. Desta forma, não houve redução de potência (derating) neste intervalo.
Por outro lado, o inversor da marca “B” em temperaturas de 30ºC, já começa a apresentar a potência medida abaixo da declarada e esta diferença cresce com o aumento da temperatura, atingindo uma variação de até -0,3% em relação à nominal da etiqueta como pode ser observado no gráfico da Figura 3.
No inversor “C”, o cenário é ainda pior, porque o inversor não atingiu sua potência nominal em nenhuma das temperaturas, alcançando no máximo 98% da potência nominal declarada na etiqueta, que pode ser observado no gráfico da Figura 3.
No caso do inversor “D”, a potência nominal até foi atingida no início da faixa de temperatura, mas quando chegou aos 40ºC a potência medida ficou abaixo e nos 60ºC foi de menos da metade da potência nominal.
O inversor “E” apresentou potência condizente com sua etiqueta, permanecendo acima da potência declarada, conforme o gráfico abaixo.
Conclusão dos Testes
Com base nos resultados obtidos nos ensaios, conclui-se que o inversor da Huawei demonstrou desempenho significativamente superior em relação à variação de potência sob temperaturas elevadas.
Embora o modelo “E”, também tenha apresentado uma performance satisfatória nessas condições, foi observada uma variação de potência que não ocorreu no inversor da Huawei. Esse comportamento evidencia a vantagem do equipamento da Huawei, associada à maior qualidade de seus componentes e à eficiência do sistema de refrigeração.
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