Um autotransformador elétrico, também conhecido como autotransformador de tensão, pode ser usado em um sistema de geração de energia solar para ajustar a tensão da eletricidade produzida pelos painéis fotovoltaicos antes de ser enviada à rede. O nível de tensão da eletricidade gerada pelos painéis fotovoltaicos geralmente é diferente do nível de tensão da eletricidade que é enviada à rede. Ao usar um autotransformador para aumentar a tensão, aumenta-se a quantidade de eletricidade que pode ser transmitida em uma determinada distância, o que pode reduzir o custo e a complexidade da infraestrutura de transmissão.
Os autotransformadores funcionam ajustando o nível de tensão da eletricidade por meio de um processo conhecido como transformação de tensão. Ele faz isso tendo apenas um único enrolamento que é ligado em pontos diferentes. A tensão de entrada é aplicada a uma extremidade do enrolamento e a tensão de saída é retirada de um ponto diferente no mesmo enrolamento. Isso permite um ajuste suave e contínuo do nível de tensão sem a necessidade de múltiplos enrolamentos ou múltiplos transformadores.
O autotransformador é conectado entre o inversor dos painéis fotovoltaicos e o ponto de conexão da rede, geralmente na subestação da concessionária. O autotransformador usa uma relação de enrolamento elevador/redutor para ajustar a tensão ao nível exigido pela rede e é conectado à rede por meio de um disjuntor.
O disjuntor, juntamente com os dispositivos de proteção e controle, permite que o operador da rede controle o fluxo de eletricidade do sistema de geração de energia solar para a rede.
É importante observar que o uso de autotransformadores na geração de energia solar depende das características específicas do sistema e das regulamentações do país. É sempre recomendado consultar especialistas sobre o projeto e implementação de tais sistemas antes de sua execução.
Os inversores usados em sistemas fotovoltaicos (PV) normalmente convertem a eletricidade de corrente contínua (CC) gerada pelos painéis fotovoltaicos em eletricidade de corrente alternada (CA), que é o tipo de eletricidade usado na maioria das residências e edifícios. Isso permite que a eletricidade gerada pelos painéis fotovoltaicos seja usada diretamente pelo edifício ou enviada de volta à rede para uso de outros. Os inversores normalmente também incluem recursos como rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) para otimizar a saída de energia dos painéis fotovoltaicos e funcionalidade de ligação à rede para permitir que o sistema se conecte à rede elétrica. Uma das principais tecnologias usadas em inversores para realizar isso é chamada de modulação por largura de pulso (PWM), que simula uma saída de onda senoidal ligando e desligando rapidamente a tensão CC.
Os inversores PWM usam um circuito de comutação de alta frequência para gerar uma onda quadrada, que é filtrada para produzir uma forma de onda semelhante a uma onda senoidal. Esse processo cria uma onda senoidal simulada que é usada para conduzir a carga CA. O inversor PWM tem várias vantagens, como alta eficiência, tempo de resposta rápido e baixa distorção harmônica. No entanto, também existem algumas limitações para esta tecnologia.
Uma das principais limitações dos inversores PWM é que eles podem gerar distorções harmônicas, o que pode causar problemas para os dispositivos conectados ao inversor. A distorção harmônica é causada pela natureza não senoidal da forma de onda PWM, que pode criar componentes de frequência mais alta que podem interferir em dispositivos eletrônicos sensíveis. Além disso, os inversores PWM também podem causar problemas como aquecimento do motor e desgaste do rolamento em sistemas acionados por motor e no próprio autotransformador do circuito.
Às vezes pode ser difícil determinar a causa da queima de algum componente do sistema de geração solar, mas fazendo uma análise mais cuidadosa com um osciloscópio, é possível determinar se o comportamento do inversor está de acordo com os fenômenos que ocorrem na rede elétrica. Isso pode ser a origem do problema do equipamento ou do próprio autotransformador queimar, sem ao menos acionar as proteções, pois os harmônicos são gerados em picos curtos que acabam não atuando nas proteções, mas acumulando problemas que podem danificar outros componentes do circuito, como por exemplo o autotransformador.
Por isso, também é importante saber se o inversor realmente suporta ou filtra tais interferências para não comprometer a geração ou algum componente do circuito.
Outra limitação é que o circuito de comutação de alta frequência no inversor pode causar interferência eletromagnética (EMI) que pode causar problemas para outros dispositivos eletrônicos ou sistemas de comunicação próximos.
Além disso, o inversor PWM também pode causar problemas na presença de certos tipos de cargas, como cargas não lineares ou cargas com alto conteúdo harmônico. Essas cargas podem causar distorção harmônica adicional na forma de onda de saída, o que pode levar a mais problemas com os dispositivos conectados.
No geral, os inversores PWM são uma solução confiável e eficiente para converter CC em CA, mas é importante considerar as limitações e possíveis problemas ao projetar um sistema fotovoltaico e conectar dispositivos ao inversor. Se um sistema requer uma forma de onda senoidal de alta qualidade, é melhor usar um inversor de onda senoidal.
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