Inversor DC/AC

OsinversoresDC/ACsão onversoreseletróni osdepotên ia,quepermitemtransformar

a energia elétri a DC, produzida pelo gerador fotovoltai o, em energia elétri a AC na

tensão e frequên ia desejada. Dependendo da apli ação, existe uma distinção entre os

inversores utilizados nossistemas omligação à redee nossistemas autónomos. Assim,

de umamaneira geral,estesdispositivospodemserdenominados omoinversores stand-

alone, aso não apresentem apa idade de onexão à redede distribuição, ou inversores

grid- onne ted, aso sejam apazes de sesin ronizarem om aredeelétri a e forne erem

energia à mesma.

Osinversores atuais têmtambém afunção de rastrearo MPPgerada pelos módulos

omobjetivodemaximizar aproduçãoFV. São araterizadosporuma orrentemáxima

DC, tensão máxima DC e potên ia máxima DC que podem limitar o rastreamento do

MPP gerado pelos módulos. A apa idade de rastreamento do ponto MPP do inversor

tambémé limitadapor

VM P Pmin

e

VM P PMAX

MPP queo inversor onsegue rastrear.

Existemdiversastopologiasde inversoresdasquaisserãode seguidaapresentadas as

topologias deinversores grid- onne ted.

2.2.3.1 Inversor omutado sem transformador de isolamento

Estes sãoinversores quegarantemgeralmente umaboae iên ia, sãode baixo usto de

onteúdoespe tralaaltafrequên iada orrente,antesdeseefetuaraligaçãoàrede[17℄.

Figura2.9: Topologia do inversor omutado sem transformadorde isolamento [17℄

2.2.3.2 Inversor om transformador operando a 50 Hz

Quando a existên ia de isolamento galvâni o é um requisito obrigatório na implemen-

tação de uminversor, torna-se ne essária a utilização de um transformador. Omodelo

apresentado na gura 2.10 é um exemplo de uma topologia em que está presente do

lado AC do sistema um transformador que, para além da sua utilização enquanto ele-

mento elevador de tensão,permitetambém efetuar oisolamento galvâni o entre osdois

terminais doinversor.

Nestatopologia,amodulaçãodatensãoDCérealizadaabaixatensãoe,apóspassar

por umaetapade ltragem,obtém-seum sinalsinusoidala 50Hz, queapenasne essita

de ser elevado a uma tensão superior à da rede elétri a. Esta última etapa é efetuada

re orrendo a um transformadorelevador espe i ado paraoperar a 50 Hz. No entanto,

um transformador dimensionado para esta frequên ia de operação e apaz de suportar

potên iasrazoavelmente elevadasapresenta umnú leode grandesdimensõesdemodoa

não saturar, o que setorna bastante dispendioso. Devido aeste fa to, este sistemanão

Figura 2.10: Topologia do inversor om transformador de isolamento de baixa frequên-

ia [17℄

2.2.3.3 Inversor om transformador operando a alta frequên ia

Uma vez que a utilização de um transformador, elemento ne essário para realizar o

isolamento galvâni o do sistema, é um omponente que ompromete as dimensões e o

usto nal do sistema, é importante que a topologia deste permita a utilização de um

om menoresdimensões pelo que, estedeverá ser olo ado numa se ção emqueoperea

altas frequên ias.

Na topologia apresentada na gura 2.11, o isolamento e a elevação de tensão são

realizados aoníveldo onversorDC/DC presenteàentradadosistema. Aetapaseguinte

será realizar a modulação da tensão DC, já a uma tensão superior à da rede elétri a,

utilizando-se uma portadora de alta frequên ia modulada por uma onda sinusoidal de

50 Hz, sendo posteriormenterealizada a ligação à redeatravésde umltro passa baixo

de modo aseter umaonda sinusoidalà frequên ia darede.

Umadasgrandes vantagens destatopologia vem da modularidade eexpansibilidade

que apresenta, pois a elevação da tensão e a sua modulação são realizadas em etapas

distintas. Assim, em situações em que existem múltiplas fontes de energia é possível

utilizar vários onversores DC/DC,quemaximizemindividualmente apotên ia extraída

de ada fonte,e são one tadosa umúni o onversor DC/AC entralizado.

No entanto, para sistemas em queapenas se pretende utilizar umaúni a fonte DC,

a modularidade da topologia não onstitui uma vantagem uma vez que apresenta po-

ten ialmente mais perdas ao nível dos omponentes de omutação e maior ruído a alta

frequên ia pois é ne essário pro eder a omutações a alta frequên ia emduas fases dis-

tintas, na etapade elevaçãoe namodulação da tensãoDC [17℄.

2.2.3.4 Inversor omutado omisolamentogalvâni o emodulaçãonoprimá-

rio do transformador

Seguindo o mesmo prin ipio de isolamento apresentado anteriormente, também nesta

topologia, apresentada na gura 2.12, se utiliza um onversor omutado para realizar

a elevação da tensão da fonte DC e garantir a existên ia de isolamento galvâni o entre

a entrada e saída do sistema. No entanto, ao invés de na primeira etapa de efetuar

uni amente a elevaçãodetensão,a omutaçãodo primáriodo transformadorérealizada

por ar adas sinusoidais positivas a 100 Hz. Após uma primeira ltragem passa-baixo

paraeliminara omponentedealtafrequên iadosinal,érequerido umsistemaadi ional

que realize a inversão das ar ada a 100 Hz, de modo a se obter uma sinusóide om

uma frequên ia de 50 Hz. A ltragem presente na etapa nal do sistema, para além

de permitir eliminar algum ruído resultante da etapa de inversão das ar adas a baixa

frequên ia, permite desa oplar o primeiro ltro da rede e também ontrolar o uxo de

orrente injetada na rede,quando sepretende interligar doissistemas alternados.

Esta implementação permite também reduzir o número de elementos omutadores

a operar a alta frequên ia, omparativamente à topologia apresentada anteriormente,

diminuindo o poten ial de perdas nos elementos omutadores, reduzir as dimensões do

sistema por agrupar as fases de modulação, elevação e isolamento numa úni a etapa e,

minimizar os ustosde implementação[17℄.

Figura 2.12: Topologia do inversor omtransformador de isolamento de alta frequên ia

[17 ℄