O sistema de elevação de tensão desempenha um papel importante no inversor.

No caso de sistemas solares conectados à rede, a variação do tempo e das condições meteorológicas provoca flutuações na intensidade da radiação solar, o que, por sua vez, resulta em oscilações contínuas da tensão no ponto de alimentação. Para aumentar a produção de energia, é essencial garantir que os módulos fotovoltaicos possam operar com potência máxima mesmo sob condições de intensidade variável da luz solar. Normalmente, um circuito elevador de tensão é incorporado ao inversor, a fim de ampliar a faixa de tensão de operação deste.

A seguir, uma pequena série de artigos explica por que você deveria utilizar o Boost Boost e como o sistema Boost Boost pode ajudar os sistemas solares a aumentar a geração de energia.

Por que é necessária um circuito elevador de tensão?

Em primeiro lugar, vamos analisar um sistema de inversor comumente encontrado no mercado. Ele é composto por um circuito elevador de tensão e um circuito inversor, conectados entre si por um barramento de corrente contínua.

O circuito do inversor deve funcionar corretamente. A tensão do barramento de corrente contínua deve ser superior ao valor de pico da tensão da rede (no caso de sistemas trifásicos, superior ao valor de pico da tensão entre fases) para que a potência seja injetada na rede em sentido positivo. Em geral, a fim de melhorar a eficiência, a tensão do barramento de corrente contínua é ajustada em função da tensão da rede, de modo a garantir que permaneça acima desta.

Se a tensão do painel for superior à tensão exigida pelo barramento, o inversor funcionará diretamente e o controlador MPPT continuará a rastrear a curva de potência até o ponto de máxima potência. No entanto, assim que a tensão mínima exigida pelo barramento for atingida, a tensão não poderá ser reduzida ainda mais, o que impede a obtenção do ponto de máxima eficiência. A faixa de ajuste do MPPT é extremamente limitada, o que reduz significativamente a eficiência de geração de energia e compromete a rentabilidade para o usuário. Portanto, é imprescindível encontrar uma solução para suprir essa deficiência; para tanto, os engenheiros recorrem a circuitos elevadores de tensão.

Como o Boost amplia a faixa do MPPT para aumentar a geração de energia?

Quando a tensão do painel ultrapassa a tensão exigida pela barramento, o circuito elevador de tensão permanece em estado de espera, e a energia é transmitida para o inversor por meio de um diodo; o inversor então realiza o rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT). Assim que a tensão da barramento atinge o valor desejado, o inversor deixa de assumir o controle, e o MPPT passa a operar. Nesse momento, o circuito elevador de tensão assume o controle do MPPT, continua a rastrear o ponto de potência máxima e eleva a tensão da barramento, garantindo seu funcionamento adequado.

Graças a uma faixa de rastreamento MPPT mais ampla, o sistema de inversor pode elevar efetivamente a tensão dos módulos fotovoltaicos durante períodos como as primeiras horas da manhã, a madrugada e dias de chuva. Como ilustrado na figura a seguir, o aumento em tempo real da potência é significativo.

Por que os inversores de alta potência costumam utilizar múltiplos circuitos elevadores para aumentar o número de circuitos de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT)?

Por exemplo, num sistema de 6 kW, se dois telhados forem equipados com painéis solares de 3 kW cada, será necessário escolher dois inversores MPPT. Isto deve-se ao facto de existirem dois pontos de potência máxima independentes: de manhã, quando o sol nasce a leste e incide diretamente sobre os painéis do lado A, a tensão e a potência desse lado são elevadas, enquanto no lado B são muito inferiores; à tarde, o cenário inverte-se. Quando há uma diferença significativa entre as duas tensões, é imprescindível elevar a tensão mais baixa para poder injetar a energia na barramento, garantindo assim que o sistema opere no ponto de potência máxima.

Pela mesma razão, em áreas de relevo montanhoso e altamente variável, a radiação solar é mais intensa, o que exige um maior número de MPPT independentes; por isso, inversores de média e alta potência, como os de 50 kW a 80 kW, geralmente possuem 3 a 4 circuitos elevadores independentes, frequentemente designados como 3 a 4 MPPT independentes.