Novos conversores solares reduzem custos

DAYANA AQUINO

Da Redação - ADV


Um dos principais obstáculos para a expansão do uso da energia solar por meio de painéis fotovoltaicos é o seu alto custo. Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), testou um tipo diferenciado de inversor, visando reduzir os custos, bem como o tamanho e peso dos equipamentos.

De acordo com o artigo “Processamento eletrônico da energia solar fotovoltaica em sistemas conectados à rede elétrica”, o método pode reduzir o custo de fabricação das células solares de forma significativa, dos atuais US$ 4/watt para algo abaixo dos US$ 0,40/watt. O trabalho abordou somente questões comerciais viáveis, no entanto, o uso do inversor de dois estágios ainda não está regulamentado no Brasil.

A proposta do trabalho foi de uma alteração conceitual na topologia do inversor de dois estágios (sistema pelo qual um conversor realiza o ponto de operação de máxima potência (MPPT) enquanto outro tipo conversor (CC-CA) é responsável pelo controle da corrente injetada na rede), empregado no processamento da energia solar fotovoltaica em sistemas conectados à rede elétrica. A alteração conceitual, que consiste em concentrar toda a estrutura de controle no estágio do conversor CC-CA, é que dá origem ao Inversor de Dois Estágios Modificado.

No Inversor de Dois Estágios Modificado nenhuma ação de controle interfere na freqüência durante a operação, o que permiti o uso do conversor trifásico série ressonante. Na prática, esses equipamentos resultam numa ondulação de apenas 1% na tensão, utilizando um capacitador de poliéster, de custo “inexpressivo”, conforme avaliam os pesquisadores.

“Comercialmente, fabricantes adotam ondulações de 2% em potências superiores a 100kW e até 10% para potências abaixo de 10kW”.

O artigo explica que o Brasil exibe um alto índice médio diário de radiação solar, chegando a mais de 5kWatts-hora por metro quadrado por dia em algumas regiões. Utilizando módulos fotovoltaicos com 40% de eficiência, que estão em fase inicial de industrialização, seriam gerados 2kWh/m2 por dia. Assim, menos de 10m2, em média, seriam suficientes para abastecer uma unidade consumidora de Santa Catariana, cujo consumo médio é de 503kWh/mês, o maior do sul do país. Este Estado possui uma média de 2,7 habitantes por unidade consumidora, ou seja, por ponto de medição.

Os dados revelam que os enúmeros ponto de operação de máxima potência tendem a ficar mais lentos conforme se tornam mais precisos. Rápidas mudanças nas condições atmosféricas ocorrem com frequência, logo, variações bruscas na radiação solar normalmente causam perdas importantes. “Neste inversor, a característica de entrada do conversor trifásico série ressonante compensa quase que integralmente os deslocamentos do o ponto de operação de máxima potência. O tempo de atuação é limitado pelo tempo de resposta do conversor CC-CC, que é muito mais rápido que a malha de MPPT”.


Para acessar o estudo na íntegra, clique aqui.

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