Como o MPPT Global otimiza a geração energética em sistemas com sombreamento parcial

Com uma simples configuração no aplicativo de monitoramento, é possível otimizar a performance energética de sistemas com inversores string sem necessidade de nenhuma intervenção física.

Estudo de caso 2: Sistema parcialmente sombreado em Ribeirão Preto/SP.

O sombreamento parcial é considerado um dos principais obstáculos na geração energética de sistemas fotovoltaicos instalados em áreas urbanas. Árvores, postes, fios, edificações vizinhas e até elementos da própria arquitetura, como caixas d’água, telhados e chaminés, podem projetar sombras que comprometem a eficiência dos sistemas.

Com o avanço da tecnologia solar, diversas estratégias têm sido desenvolvidas para otimizar a performance em condições de irradiação não homogêneas. Entre as opções de inversores, destacam-se os modelos com múltiplos MPPTs, os inversores com otimizadores e os microinversores. Uma recente inovação nesta área é o MPPT Global, disponível em alguns inversores tipo string, como os das linhas Sungrow RS e RS-L, CX-P2 e CX-P2-LV, RT e RT-P2. Essa solução permite que o inversor string otimize a produção de energia, funcionando de forma semelhante a um sistema com microinversores.

Qual a diferença entre MPPT e MPPT Global?

A diferença principal é que, em situações de sombreamento, os algoritmos tradicionais de MPPT (Maximum Power Point Tracker), podem confundir máximos locais com o ponto de máximo global da curva P-V, comprometendo a eficiência. O MPPT Global, por sua vez, utiliza um algoritmo que realiza uma varredura periódica completa no sistema, identificando o ponto máximo global da curva P-V, reduzindo as perdas causadas pelo sombreamento.

Entenda de vez o que são MPPT e MLPE em inversores ou microinversores para a energia solar.

Qual a diferença entre MPPT Global e Microinversores?

Em termos de geração de energia, ambas as tecnologias buscam extrair o máximo rendimento do sistema. No entanto, as principais diferenças entre elas incluem:

- Configuração física do sistema: microinversores são instalados diretamente atrás dos módulos, enquanto o inversor string é alocado em um local separado.

- Informação de geração módulo a módulo: com microinversores, os dados de geração são mais detalhados e específicos para cada módulo.

- Tensão de operação: os microinversores operam com uma tensão menor, pois os módulos são conectados diretamente a eles, de forma individualizada.

- Custo: sistemas com inversores string são mais acessíveis do que sistemas com microinversores.

MPPT Global na prática

Em parceria com o engenheiro Ariel Martins, da Sungrow, realizamos uma avaliação detalhada de dois estudos de caso, comparando o desempenho dos sistemas antes e após a ativação do MPPT Global.

 Estudo de Caso 1

O primeiro caso é uma usina de 6 kWp instalada em Rondonópolis, Mato Grosso. Os módulos foram posicionados a sudoeste e utilizam um inversor SG6.0 RS-L. A imagem revela que parte dos módulos fotovoltaicos sofre considerável sombreamento causado pela própria edificação, situação que poderia ter sido evitada, já que havia espaço disponível no telhado em áreas com melhores condições de irradiação. Como resultado, houve um sombreamento significativo até às 10h da manhã, levando a uma redução expressiva na geração de energia nesse período.

Estudo de caso 1: Sistema parcialmente sombreado em Rondonópolis.

Antes e depois da ativação do MPPT Global

O sistema operou com desempenho prejudicado desde o comissionamento até 24/04/2024, quando o MPPT Global foi ativado. Após essa ativação, o perfil de geração diário mudou, como mostra o gráfico a seguir.

Comportamento do sistema no dia 24/04/2024 (à esquerda) e no dia 25/04/2024 (à direita).

Em 24/04/2024, às 10h da manhã, o sistema produzia 0,363 kW. Com a ativação do MPPT Global, a produção no mesmo horário subiu para 2,153 kW, um aumento de 493%, resultando em uma curva de geração bem mais uniforme ao longo do dia.

Comportamento do sistema às 10h do dia 24/04/2024 (acima) e às 10h do dia 25/04/2024 (abaixo).

Quanto à energia final produzida, houve um ganho de 24,3% ao comparar os dois dias de análise. Em 24/04/2024, foram gerados 21,4 kWh, enquanto em 25/04/2024, a produção aumentou para 26,6 kWh. Para confirmar se a irradiação disponível nos dois dias foi semelhante, os dados foram comparados. Às 10h da manhã, a irradiação solar de 24/04 foi 2% superior à de 25/04, o que indica que o ganho proporcionado pelo MPPT Global foi ainda maior.

Disponibilidade de irradiação solar nos dias 24/04/2024 e 25/04/2024.

Estudo de Caso 2

O segundo caso refere-se a um sistema fotovoltaico instalado na cidade de Ribeirão Preto, SP, implementado em duas etapas. Na primeira fase, o cliente instalou um sistema de 9,69 kWp, composto por 17 módulos de 570 W conectados a um inversor SG8.0RS-L em uma das coberturas. Posteriormente, o sistema foi ampliado com a instalação de mais 10 módulos fotovoltaicos de 570 W, utilizando um inversor SG5.0RS-L. Este segundo sistema apresenta sombreamento tanto no início da manhã quanto no final da tarde, motivo pelo qual foi adotado um inversor com 2 MPPTs.

Estudo de caso 2: Sistema parcialmente sombreado em Ribeirão Preto/SP.

Antes e depois da ativação do MPPT Global

Uma semana antes da ativação do MPPT Global, era evidente o impacto do sombreamento tanto na geração de energia pela manhã quanto no período da tarde.

Potência CC do inversor (laranja) e irradiação solar disponível (azul) antes da ativação do MPPT Global.

No dia 14/09/2024, o MPPT Global foi ativado e os perfis de geração e irradiação tornaram-se muito mais coincidentes. O aumento de geração energética foi visível, com a geração ocorrendo sempre que havia irradiação solar disponível.

Potência CC do inversor (laranja) e irradiação solar disponível (azul) após a ativação do MPPT Global.

Em seguida, foram selecionados dois dias com perfis de irradiação solar semelhantes para comparar o desempenho do sistema: um dia antes e outro após a ativação do MPPT Global.

A geração total no dia 12/09/2024 foi de 21,08 kWh, enquanto no dia 17/09/2024, a geração total alcançou 27,30 kWh. Com a ativação da função MPPT Global, houve um aumento de 30% na produtividade diária. Ao analisarmos a potência instantânea a cada 15 minutos, os ganhos tornam-se ainda mais evidentes. Houve um aumento na geração tanto no período da manhã quanto à tarde. Às 9h30, após a ativação do MPPT Global, a produção atingiu um valor 477% superior.

O gráfico a seguir ilustra esses ganhos ao comparar os dias 12/09/2024 e 17/09/2024.

Quais os passos para ativar o MPPT Global no aplicativo?

1. Acesse o aplicativo Sungrow iSolarCloud.

2. Localize a planta na qual deseja ativar a função.

3. Selecioe o dispositivo (inversor).

4. Vá em “Configurações”.

5. Acesse as “Configurações Avançadas”.

6. Selecione “Controle de potência”.

7. Clique em “Varredura de MPPT Global” e ative a função na caixa de seleção.

8. Em “Varredura periódica”, ative novamente na caixa de seleção.

9. Um novo campo aparecerá, chamado “Periodicidade de digitalização”. Neste campo defina o período em que se deseja realizar a varredura (em minutos). Em média, 10 minutos é um tempo razoável para essa verificação.

10. Por fim, aplique as configurações.

11. Pronto! O seu sistema está ativado e a otimização do seu sistema começa imediatamente.

MPPT Global e os Sistemas BIPV

O MPPT Global se alinha perfeitamente com os sistemas BIPV (Building-Integrated Photovoltaics), que integram a geração de energia solar diretamente na arquitetura de edificações. Assim como os sistemas BIPV, que visam otimizar o uso do espaço urbano sem comprometer a estética, o MPPT Global oferece uma solução inovadora e prática para maximizar a eficiência energética em ambientes onde o sombreamento é um desafio. A capacidade do MPPT Global de identificar e rastrear o ponto de máximo global da curva de potência permite que os sistemas BIPV, que muitas vezes estão sujeitos a variações na irradiação devido à configuração do edifício, operem de forma mais eficiente. Essa sinergia não apenas potencializa a geração de energia, mas também promove uma integração harmoniosa entre a arquitetura e a tecnologia solar, tornando os projetos BIPV ainda mais atraentes e funcionais. Com a combinação de eficiência e estética, tanto o MPPT Global quanto os sistemas BIPV contribuem para um futuro mais sustentável, onde a energia solar se torna uma parte essencial do design arquitetônico contemporâneo.

Topo de prédio na metrópole com painéis solares.

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