Em um sistema solar conectado à rede, o tempo e as condições climáticas causam variações na radiação solar, e a tensão no ponto de operação também varia constantemente. Para maximizar a geração de energia, é essencial garantir que os painéis solares ofereçam a máxima potência tanto em condições de baixa quanto de alta intensidade solar. Para isso, geralmente é adicionado um sistema elevador de tensão (boost-boost) ao inversor, ampliando a tensão em seu ponto de operação.
A seguinte série de textos explica por que você deve usar um sistema boost-boost e como esse sistema pode ajudar um sistema de energia solar a aumentar a geração de energia.
Por que usar um circuito Boost?
Primeiramente, vamos analisar um sistema inversor comum no mercado. Ele consiste em um circuito elevador-redutor e um circuito inversor. A conexão entre eles é feita através de um barramento CC.
O circuito inversor precisa funcionar corretamente. A tensão do barramento CC deve ser superior ao pico da tensão da rede (em sistemas trifásicos, a tensão deve ser superior ao pico da tensão da linha), para que a energia possa ser injetada na rede. Normalmente, para maior eficiência, a tensão do barramento CC varia de acordo com a tensão da rede, garantindo que seja sempre superior à tensão da rede elétrica.
Se a tensão do painel for superior à tensão requerida na barra, o inversor funcionará diretamente e a tensão do MPPT continuará a ser ajustada até atingir o ponto máximo. No entanto, após atingir a tensão mínima exigida na barra, ela não poderá ser reduzida mais, e o ponto de máxima eficiência não poderá ser alcançado. A faixa de atuação do MPPT é muito limitada, o que reduz significativamente a eficiência da geração de energia e não garante o lucro do usuário. Portanto, é necessário encontrar uma maneira de compensar essa deficiência, e os engenheiros utilizam circuitos Boost para isso.
Como o Boost amplia o alcance do MPPT para aumentar a geração de energia?
Quando a tensão do painel é superior à tensão requerida pela barra, o circuito elevador-elevador entra em repouso, a energia é fornecida ao inversor através de seu diodo e o inversor completa o rastreamento do MPPT. Após atingir a tensão requerida na barra, o inversor não pode mais assumir o controle. O MPPT entra em ação. Nesse momento, a seção elevadora-elevadora assume o controle do MPPT, rastreia o MPPT e eleva a tensão na barra para garantir seu funcionamento.
Com um alcance maior de rastreamento MPPT, o sistema inversor pode desempenhar um papel importante no aumento da tensão dos painéis solares durante a manhã, a meia-noite e em dias chuvosos. Como podemos ver na figura abaixo, a potência em tempo real aumenta consideravelmente.
Por que um inversor de potência de grande porte geralmente utiliza múltiplos circuitos Boost para aumentar o número de circuitos MPPT?
Por exemplo, em um sistema de 6 kW, com 3 kW distribuídos em dois telhados, é necessário selecionar dois inversores MPPT, pois existem dois pontos de operação máxima independentes. Pela manhã, o sol nasce a leste e incide diretamente sobre o painel solar A, resultando em alta tensão e potência no lado A e muito menor no lado B. À tarde, ocorre o oposto. Quando há diferença entre as duas tensões, a tensão mais baixa deve ser elevada para fornecer energia ao barramento e garantir que ele opere no ponto de potência máxima.
Pelo mesmo motivo, em terrenos acidentados e com relevo mais complexo, a incidência solar será maior, exigindo, portanto, mais MPPTs independentes. Assim, inversores de média e alta potência, como os de 50 kW a 80 kW, geralmente possuem de 3 a 4 conversores Boost independentes, frequentemente chamados de 3 a 4 MPPTs independentes.
