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Energia vinda da luz Apresentação do primeiro inversor solar da ABB A energia solar encontra-se em impressionante processo de crescimento. Actualmente, o valor da capacidade de produção fotovoltaica instalada por ano a nível mundial é de cerca de 4 500 MW(A) – capacidade esta que em 1996 não atingia os 100 MW – e o seu crescimento é exponencial. Este rápido crescimento é estimulado por incentivos nacionais, nomeadamente as chamadas tarifas remuneratórias de injecção de energia (“feed-in-tariffs”). De tal combinação de políticas ambientais e industriais tem resultado um crescimento do mercado e uma correspondente queda do custo dos módulos fotovoltaicos e de outros componentes da cadeia de valor fotovoltaica. A energia fotovoltaica encontra-se em processo de convergência rápida para a paridade com a rede – o ponto em que são iguais os preços do kWh das energias provindas de fontes fotovoltaicas e de fontes convencionais. Enquanto as primeiras aplicações fotovoltaicas tipicamente forneciam energia a aplicações não ligadas à rede, a tendência presente é cada vez mais a construção de grandes instalações de painéis fotovoltaicos especificamente para injecção de energia na rede eléctrica. A ligação à rede destes sistemas requer inversores eficientes, fiáveis e rentáveis. O novo inversor solar da ABB, o inversor central PVS800 (1), foi concebido para utilização quer em centrais fotovoltaicas de grande dimensão, com instalação sobre o solo, quer em sistemas fotovoltaicos instalados em edifícios comerciais e industriais. Os inversores modulares convertem a corrente contínua (CC) gerada pelos módulos fotovoltaicos em corrente alternada (CA) apropriada para a rede eléctrica. Presentemente, o inversor central PVS800 está disponível em três valores de potência nominal: 100, 250 e 500 kW. As aplicações fotovoltaicas representam um mercado extremamente exigente. Custos e fiabilidade são elementos chave para a sua viabilidade, e assim os inversores devem não só apresentar os níveis mais elevados de fiabilidade, como também ser rentáveis, energeticamente eficientes, compactos, duradouros e de fácil instalação. Além disto, devem poder operar sob condições ambientais extremas, suportando gamas consideráveis de temperatura e humidade. Para lhe ser permitido injectar energia na rede, o inversor tem de satisfazer rigorosos requisitos. Com vista à satisfação destes requisitos, a ABB desenvolveu, a partir da sua vasta experiência e do seu largo portfolio de conceitos já demonstrados, um inversor baseado na sua família de accionamentos industriais, detentora de um sólido registo de extensa e bem sucedida utilização. Os inversores centrais PVS800 têm como base uma plataforma de accionamentos utilizados em aplicações de geração de energia eólica. Mas, enquanto os accionamentos industriais se baseiam tipicamente em dois conversores ligados em CC, um inversor solar requer apenas um único conversor, e é também diferente em termos dos seus requisitos de controlo e protecção. Os inversores são concebidos para uma vida útil de pelo menos 20 anos e dispõem do apoio da manutenção e dos conceitos de serviço da ABB, ambos com sólidas provas dadas. (1) O inversor central PVS800 (modelo de 250 kW), com a sua configuração compacta e delgada (A) Referante à produção de pico no ano de 2009 Divisão Power Products & Systems

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Energia vinda da luzApresentação do primeiro inversor solar da ABB

A energia solar encontra-se em impressionante processo de crescimento. Actualmente, o valor da capacidade de produção fotovoltaica instalada por ano a nível mundial é de cerca de 4 500 MW(A) – capacidade esta que em 1996 não atingia os 100 MW – e o seu crescimento é exponencial. Este rápido crescimento é estimulado por incentivos nacionais, nomeadamente as chamadas tarifas remuneratórias de injecção de energia (“feed-in-tariffs”). De tal combinação de políticas ambientais e industriais tem resultado um crescimento do mercado e uma correspondente queda do custo dos módulos fotovoltaicos e de outros componentes da cadeia de valor fotovoltaica. A energia fotovoltaica encontra-se em processo de convergência rápida para a paridade com a rede – o ponto em que são iguais os preços do kWh das energias provindas de fontes fotovoltaicas e de fontes convencionais.

Enquanto as primeiras aplicações fotovoltaicas tipicamente forneciam energia a aplicações não ligadas à rede, a tendência presente é cada vez mais a construção de grandes instalações de painéis fotovoltaicos especificamente para injecção de energia na rede eléctrica. A ligação à rede destes sistemas requer inversores eficientes, fiáveis e rentáveis.

O novo inversor solar da ABB, o inversor central PVS800 (1), foi concebido para utilização quer em centrais fotovoltaicas de grande dimensão, com instalação sobre o solo, quer em sistemas fotovoltaicos instalados em edifícios comerciais e industriais. Os inversores modulares convertem a corrente contínua (CC) gerada pelos módulos fotovoltaicos em corrente alternada (CA) apropriada para a rede eléctrica. Presentemente, o inversor central PVS800 está disponível em três valores de potência nominal: 100, 250 e 500 kW.

As aplicações fotovoltaicas representam um mercado extremamente exigente. Custos e fiabilidade são elementos chave para a sua viabilidade, e assim os inversores devem não só apresentar os níveis mais elevados de fiabilidade, como também ser rentáveis, energeticamente eficientes, compactos, duradouros e de fácil instalação. Além disto, devem poder operar sob condições ambientais extremas, suportando gamas consideráveis de temperatura e humidade.

Para lhe ser permitido injectar energia na rede, o inversor tem de satisfazer rigorosos requisitos.

Com vista à satisfação destes requisitos, a ABB desenvolveu, a partir da sua vasta experiência e do seu largo portfolio de conceitos já demonstrados, um inversor baseado na sua família de accionamentos industriais, detentora de um sólido registo de extensa e bem sucedida utilização. Os inversores centrais PVS800 têm como base uma plataforma de accionamentos utilizados em aplicações de geração de energia eólica. Mas, enquanto os accionamentos industriais se baseiam tipicamente em dois conversores ligados em CC, um inversor solar requer apenas um único conversor, e é também diferente em termos dos seus requisitos de controlo e protecção.Os inversores são concebidos para uma vida útil de pelo menos 20 anos e dispõem do apoio da manutenção e dos conceitos de serviço da ABB, ambos com sólidas provas dadas.

(1) O inversor central PVS800 (modelo de 250 kW), com a sua configuração compacta e delgada(A) Referante à produção de pico no ano de 2009

Divisão Power Products & Systems

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As características mais destacadas do novo inversor central incluem:

Uma plataforma tecnológica com provas dadas, assegurando elevada fiabilidade e uma longa vida útil Um desenho compacto e modular, com necessidades reduzidas de espaço e com uma instalação fácil e rápida Concepção industrial de ponta, conducente a elevada eficiência global Uma larga gama de mecanismos para comunicação local e remota, com um único fornecedor para todas as opções Serviço e suporte de ciclo de vida através da extensa rede de serviço global da ABB, fornecedora de apoio rápido em qualquer ponto do mundo

(2) Arquitectura e ligação à rede de um sistema formado por dois inversores centrais da ABB. Os inversores podem suportar tensões de entrada de até 900 V.

Arquitectura do inversor

A figura (2) mostra a arquitectura geral do inversor. Para lhe ser permitido injectar energia na rede, o inversor tem de satisfazer rigorosos requisitos. Para este fim, o inversor integra mecanismos de segurança e protecção, quer no lado de CC, quer no de CA, bem como mecanismos de compensação do factor de potência. É também equipado com protecção de sobretensões nestes dois lados e com tecnologia de monitorização da rede optimizável para os requisitos específicos de cada país. Além disso, o inversor central da ABB pode satisfazer requisitos presentes e futuros de suporte à rede eléctrica, com as suas funcionalidades de compensação do factor de potência reactiva, redução de potência e sobrevivência a incidentes de falhas de tensão. Todas estas funções permitem, por exemplo, o suporte à rede eléctrica durante condições de instabilidade. O inversor tem interfaces fieldbus (Modbus, PROFIBUS, CANopen e Ethernet) que permitem a monitorização e controlo local e remoto.

Um algoritmo de seguimento do ponto de potência máxima (MPPT, “Maximum Power-Point Tracking”) assegura a operação permanente das células solares no seu ponto de potência

máxima e a consequente maximização da energia entregue à rede pelos módulos solares, independentemente das variações da curva característica (tensão em função da corrente) causadas pelas alterações nas condições de iluminação e temperatura das células fotovoltaicas.

Ligação à rede eléctrica

Em instalações de pequena dimensão, a energia gerada é normalmente injectada directamente na rede de distribuição de baixa tensão. Em instalações maiores, a ligação à rede de média tensão é normalmente efectuada por meio de um transformador e de aparelhagem (3), componentes estes que a ABB também pode fornecer. Nalgumas aplicações, a topologia do inversor central da ABB permite a ligação em paralelo de vários inversores através do mesmo transformador, o que pode constituir um importante factor de redução de custos.

Um panorama brilhante

A consciencialização ambiental e custos em queda estimulam um crescimento contínuo do mercado fotovoltaico e a sua expansão a novos países. Muitos governos incentivam a expansão da energia solar através de tarifas remuneratórias vantajosas. A ideia subjacente a esta política tarifária é tornar mais atraente o investimento na capacidade de geração de energia limpa, aumentando assim o volume do mercado e levando a uma redução dos custos de produção. Esta abordagem tem sido extremamente bem sucedida. Estima-se que dentro de cinco anos, em locais com altos níveis de insolação e elevados preços da electricidade em horas de ponta, tais como a Califórnia e a Itália, se tornem iguais o preço da energia fotovoltaica e o preço de retalho da energia da rede, situação esta designada “paridade com a rede”.

(3) Comunicação de dados e ligação à rede do inversor central da ABB

PVS800 inverter

PVS800 inverter

Control and

monitoring

Control and

monitoring

* Optional

EMC

�lte

r*EM

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3

3

M

M

M

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EMC

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Filte

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Central inverter

Medium voltagetransformer

Central inverter

Modbus

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NETA-01

Fieldbus

Internet

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Remote PC

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250

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Depois de atingida a paridade com a rede, o mercado da energia solar irá ter uma expansão ainda maior. Embora esta situação seja desejável do ponto de vista da redução das emissões e da dependência energética do carbono, a injecção de energia fotovoltaica irá criar desafios para a rede de distribuição e também para o controlo da rede, requerendo estratégias de controlo mais avançadas. A resposta é dada pelas redes inteligentes. Estas são redes preparadas para lidar com geração descentralizada, fluxos bidireccionais de energia e ajuste optimizado entre oferta e procura, e contendo sistemas avançados de medição, monitorização e controlo. A ABB está na linha da frente do desenvolvimento, fornecimento e suporte das tecnologias que trarão a transição das redes convencionais para as redes inteligentes. E, claro, os inversores solares da ABB são compatíveis com as redes inteligentes.

Contacte-nos!

ABB, S.A.Power Products & SystemsQuinta da Fonte, Edifício Plaza I2774-002 Paço de Arcos, Tel. +351 214 256 000Fax.+351 214 256 247 E-mail: [email protected]: www.abb.pt

Em instalações de pequena dimensão, a energia é normalmente injectada directamente na rede de distribuição. Em instalações maiores, a ligação à rede de média tensão é normalmente efectuada por meio de um transformador e de aparelhagem.