COMO DIMENSIONAR UMA STRING CONSIDERANDO O RANGE DE TENSÃO DE MPPT
As fabricantes oferecem esse range de tensão para que as strings sejam de dimensionadas de modo a obter o melhor desempenho do inversor.
Como podemos ver na imagem acima, esse modelo de inversor vai funcionar numa faixa de tensão entre 200V e 1000V, porém o cenário ideal é que sejam instaladas strings com tensão de MPP entre 380V e 850V. E devemos lembrar que essas tensões sofrem variação de acordo com o coeficiente de temperatura, o qual é fornecido no datasheet do módulo, tendo assim uma tensão máxima e mínima de MPP.
Vamos utilizar como exemplo o módulo de 510 Wp da imagem acima considerando sua potência de MPP e o coeficiente de temperatura para tensão.
Para temperatura máxima na superfície do módulo de 70ºC (Temperatura da célula) e temperatura mínima de 0ºC, vamos ter tensão MPP máxima de 45,90V e tensão MPP mínima de 38,34V, ou seja, um range de tensão de MPP entre 38,34V e 45,90V.
A tensão de MPP vai variar de acordo com a temperatura dos módulos ao longo do dia, assim quando vamos dimensionar uma string, devemos verificar se o range de tensão de MPP da string está englobado no range de tensão de MPP do inversor.
Vamos analisar uma string de 5 módulos, uma string com 9 módulos e uma string com 10 módulos dos modelos de módulo e inversor apresentados nas imagens acima, e verificar se essas strings se situam dentro do range de tensão MPP do inversor. Para a simulação do PVsyst, foram utilizados três projetos, o Projeto 1 com duas strings de 5 módulos (totalizando 10 módulos), o Projeto 2 com duas strings de 9 módulos (totalizando 18 módulos), e o Projeto 3 com duas strings de 10 módulos (totalizando 20 módulos). Foi feito a separação de strings por MPPT, sempre colocando uma string em cada MPPT.
Na imagem acima, para strings de 5 módulos, podemos visualizar que não atende, nos momentos de alta temperatura, ao range de tensão de MPP do inversor.
Na imagem, para strings de 9 módulos, podemos visualizar que não atende, nos momentos de alta temperatura, ao range de tensão de MPP do inversor, ficando ligeiramente abaixo da mínima do range.
Já para strings com 10 módulos, como mostrado na imagem acima, a faixa de tensão de MPP fica completamente dentro da faixa do inversor.
Nesta imagem temos o resultado do PVsyst para o Projeto 1.
Nesta imagem temos o resultado para o projeto 2.
Nesta imagem temos o resultado para o projeto 3.
Afim de termos uma melhor compreensão dos resultados, foi montada a tabela acima que compara alguns aspectos fundamentais. Na coluna “Proporção” é analisado o quanto a menos os projetos 1 e 2 geram, quando comparados ao projeto 3, tendo como base a Produção específica de cada projeto, assim podemos perceber que, com a string dimensionada muito abaixo, no Projeto 1, gera quase 6% a menos quando comparado com o Projeto 3, tendo uma piora da produção especifica do inversor, gerando assim perda na compensação de energia para o cliente final. No Projeto 2 temos pouquíssima perda quando comparado ao Projeto 3, portanto podemos verificar que reduzir apenas 1 módulo por string, deixando abaixo do limite mínimo de tensão de MPP, pode ser viável, trazendo quase nenhuma perda ao cliente final.
Agora vamos analisar o caso inverso, uma string de 15 módulos e uma string com 19 módulos dos modelos de módulo e inversor apresentados anteriormente, e verificar se essas duas strings se situam dentro do range de tensão MPP do inversor.
Para a simulação do PVsyst, foram utilizados mais dois projetos, o Projeto 4 com duas strings de 15 módulos (totalizando 30 módulos), e o Projeto 5 com duas strings de 19 módulos (totalizando 38 módulos). Foi feito a separação de strings por MPPT, sempre colocando uma string em cada MPPT.
Na imagem acima, para strings de 15 módulos, podemos visualizar que a faixa de tensão de MPP fica completamente dentro da faixa do inversor.
Já para strings com 19 módulos podemos observar que, nos momentos de baixa temperatura, não atende ao range de tensão de MPP do inversor.
Na imagem acima temos o resultado do PVsyst para o Projeto 4.
Na imagem acima temos o resultado do PVsyst para o Projeto 5.
Afim de termos uma melhor compreensão dos resultados, foi montada nova tabela, que se encontra acima, comparando os aspectos fundamentais.
Podemos perceber que, com a string dimensionada acima da tensão de MPP, porém respeitando a tensão de circuito aberto, gera 0,19% a menos, tendo pouca piora da produção especifica do inversor, gerando assim pouca perda de compensação de energia para o cliente final.
Portanto, diante dos cenários analisados nesse estudo, podemos perceber que não é vantajoso dimensionar uma string muito abaixo da tensão de MPP, visto que pode haver perdas de até 6%, ou mais, a depender do caso. Strings ligeiramente abaixo do range de MPP (1 módulo a menos) podem ser utilizadas sem problemas, visto que há poucas perdas nesse caso.
Já para strings que superem a tensão de MPP foi notada pouca mudança na geração, proporcionalmente, o que indica que continua sendo vantajoso dimensionar dessa maneira.
Deve-se lembrar também que a tensão mínima de start do inversor e a tensão de circuito aberto devem sempre ser respeitadas, e sempre levando em conta nos cálculos as devidas correções por temperatura.