Intersolar 2021 - Sobrecarregamento de inversores: como avaliar se vale a pena by Solarize

Sobrecarregamento de inversores: como avaliar se vale a pena Intersolar 2021 Hans Rauschmayer, Solarize Treinamentos Profissionais Ltda. © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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Aprenda com os especialistas! Hans Rauschmayer

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Marina Meyer

Walkirio Rabelo

Oliver Herzog

Agenda • • •

O que é sobrecarregamento (oversizing, sobredimensionamento) O que ocorre com sobrecarregamento - o efeito clipping Estudo comparativo de casos – Perdas elétricas – Resultados financeiros

• • •

Impacto na vida útil do inversor Razões para fazer sobrecarregamento Como proceder para elaborar o projeto

O que é sobrecarregamento Arranjo fv

Inversor

QDC

Sobrecarregamento: •

Potência nominal Pnom arranjo fv > Potência nominal Pnom inversor

•

Fator de Dimensionamento FDI > 100%

•

Cuidado: muitos usam a fórmula do FDI de forma inversa! © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

FDI =

Pnom arranjo fv Pnom inversor

A potência instantânea do módulo

QDC

• •

A potência nominal do módulo é determinada em condições padrão STC: irradiância 1000 W/m², temperatura 25°C, espectro AM 1,5 A potência instantânea depende das condições climáticas de cada momento – ela está abaixo da nominal na maior parte do ano © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

Potência P

Como funciona a autoprodução do inversor

Curva característica do arranjo fv

Quando a potência instantânea do arranjo ultrapassa o limite do inversor, então o MPPT eleva a tensão até a potência ficar dentro da faixa permitida

Potência máxima do inversor Pmax

Tensão U Seguidor do Ponto de Máxima Potência (MPPT) © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

Limites do inversor Os seguintes limites do inversor são controlados pelo mesmo algoritmo: • Cada entrada MPPT em c.c.: potência máxima e corrente máxima • Saída em c.a.: potência máxima e corrente máxima • Temperatura interna

Inversor MPPT 1

= =

c.c.

MPPT 2

= c.c.

~ =

c.a.

O efeito clipping (ceifamento)

Realidade: Sistema no Vidigal, Rio de Janeiro • Parranjo = 3.645 Wp • Pinversor = 3.000 W; PHB • FDI = 122%

14/10/21 Pmax

Clipping (a área vermelha é estimada) Dia chuvoso 11/10/21 sem perdas

Estudo de caso •

Simulamos sistemas similares de 75kW com três diferentes FDI: – 121% – 138% – 164%

•

As três variantes foram calculadas com dados climáticos e tarifas de São Paulo e Salvador Inversor kW 75 75 75

Módulo Wp 405 405 405

Nº Módulos 224 256 304

Potência Wp 90.720 103.680 123.120

FDI Valor turnkey Valor R$ 121% 350.000 138% 390.000 164% 450.000

R$/Wp 3,86 3,76 3,65

Simulação no PV*SOL • Usamos o software PV*SOL, porquê ele detalha muito bem todas as perdas calculadas • Usamos intervalos de minutos para a simulação, recomendado para altas perdas para obter uma precisão maior

Resultado energético FDI 121% 138% 164%

kWh/ano 116.870 130.673 147.480

São Paulo kWh/kWp 1.288 1.260 1.198

PR perdas c.a. 87,0% 1,41% 85,1% 3,67% 80,9% 8,37%

kWh/ano 147.696 163.679 181.557

Salvador kWh/kWp 1.628 1.579 1.475

PR perdas c.a. 84,8% 1,55% 82,2% 4,62% 76,8% 10,85%

FDI 121% 138% 164%

Mais energia

Mais perdas

Na comparação, o mesmo sistema gera mais energia em Salvador do que em São Paulo, mas apresenta mais perdas por sobrecarregamento.

Cálculo de ganhos e perdas no projeto fotovoltaico 14

Modelo do sistema fv

Cálculo de ganhos e perdas

kWh Otimização do sistema

Geração energética

Resultado financeiro

Decisão do cliente

Resultado financeiro FDI

TIR 22,1% 22,2% 21,7%

121% 138% 164% FDI 121% 138% 164%

TIR = Taxa Interna de Retorno

São Paulo

Melhor retorno para São Paulo

Salvador TIR 33,8% 33,6% 32,3%

Melhor retorno para Salvador

Neste caso (!), em São Paulo o FDI 138% é mais vantajoso, e em Salvador, o FDI 121%. É preciso analisar valores intermediários!

Resumo comparativo

Perdas

Retorno financeiro TIR

Perdas esperadas por sobrecarregamento • Na realidade do Brasil percebemos o seguinte perfil Subcarregado

Sobrecarregado

FDI 100% 120% 140% Baixa eficiência Perdas Perdas pontuais Perdas significativas do inversor desprezíveis

Perdas por sobrecarregamento • Cada projeto precisa ser simulado individualmente! – – – –

Clima local Sombreamento Características do equipamento e do projeto Parâmetros financeiros de cada solução

Razões para fazer sobrecarregamento

Exemplos: • Inversor de 8 kW com 12 kW em módulos Fator: 150%

Justificativa

•

Inversor de 75 kW com 123 kW em módulos Fator: 164%

✓ Microgeração até o limite ✓ Limite da demanda contratada

•

Inversor antigo de 5 kW recebe mais 3 kW em módulos novos, além dos 5 kW antigos Fator: 160%

✓ Expansão sem troca do inversor

✓ Investimento menor

Impacto na vida útil do inversor • •

• • •

Componentes eletrônicos sofrem com calor O fabricante garante a vida útil conforme suas condições de garantia, enquanto o inversor é usado dentro dos limites da ficha técnica, mesmo com sobrecarregamento Sem sobrecarregamento, podemos ter esperança de uma vida útil maior (mas sem garantia) O cálculo financeiro conservador parte da premissa que o inversor deve ser trocado após o prazo de garantia Na prática, investidores contratam uma garantia estendida para o prazo do projeto – eles eliminam esse risco econômico © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

Procedimento ao elaborar o processo •

Análise premissas – – – –

•

Qual é a meta de geração anual? Qual é a limitação técnica (potência máxima, espaço disponível, ...)? Qual é o retorno mínimo aceito pelo investidor? Qual é o recurso disponível?

Elabore o projeto preliminar em diferente variantes – Número e modelo de módulos – Modelo de inversores

• Simule as variantes • Inclua outros aspectos econômicos, ex. previsibilidade do custo com energia ➔ Ofereça dados sólidos para que o investidor possa tomar sua decisão © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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Hans Rauschmayer hans@solarize.com.br (21) 2148-0973 www.solarize.com.br