Instituto de Mestrado em Energia Fotovoltaica
Como conectar corretamente os painéis fotovoltaicos?
Os painéis fotovoltaicos geralmente exigem a criação de uma conexão durável entre as células individuais, o que, por um lado, aumenta a eficiência do sistema e, por outro, reduz o risco de falhas. Os instaladores têm dois métodos à disposição para conectar os painéis fotovoltaicos: conexão em série e conexão paralela. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens, pois, apesar de algumas semelhanças, suas características operacionais diferem significativamente. Vamos dar uma olhada mais de perto em todas as soluções!
Conexão paralela de painéis fotovoltaicos
A conexão paralela de painéis fotovoltaicos é um método no qual todos os terminais positivos dos painéis são conectados juntos, assim como todos os terminais negativos. Esse tipo de conexão é usado principalmente em pequenos sistemas fora da rede ou microinversores. Essa conexão resulta na manutenção da mesma tensão em cada painel, o que é característico de um único módulo, mas a corrente em todo o sistema aumenta com a soma das correntes dos painéis individuais. Isso é particularmente útil em sistemas em que é necessária uma maior eficiência de corrente, como em instalações que alimentam grandes cargas ou são projetadas para carregamento rápido de baterias (sistemas CC fora da rede). A conexão paralela também é benéfica em situações em que os painéis são instalados sob condições variáveis de luz solar.
Vantagens da conexão paralela de painéis fotovoltaicos
1. Maior resistência ao sombreamento de painéis individuais
Em uma conexão paralela, cada painel opera de forma independente, o que significa que o sombreamento ou dano a um deles não afeta significativamente o desempenho de toda a instalação.
2. Expansão flexível do sistema
A conexão paralela dos painéis permite a fácil adição de novos módulos a um sistema existente sem a necessidade de reprojetar toda a instalação. Isso permite um aumento gradual da potência do sistema, ajustando-o às crescentes necessidades de energia.
3. Estabilidade da tensão
Como a tensão em um sistema paralelo permanece constante e igual à tensão de um único painel, é mais fácil gerenciar e controlar todo o sistema. A tensão estável também facilita a compatibilidade com sistemas de energia doméstica e evita problemas que possam surgir com uma tensão mais alta.
Desvantagens da conexão paralela de painéis fotovoltaicos
1. Aumento do risco de perdas de energia
Em sistemas paralelos em que a corrente de cada painel é somada, intensidades de corrente mais altas podem levar a maiores perdas de energia, especialmente em instalações com cabos mais longos e de espessura insuficiente.
2. A necessidade de proteções adicionais
Em sistemas paralelos, é importante usar fusíveis e limitadores de corrente adequados para proteger cada painel contra sobrecarga e possíveis danos.
3. Complicações com a diversidade do painel
Se quiser conectar diferentes painéis fotovoltaicos em paralelo, você deve considerar a complexidade desse processo. Embora, em teoria, cada painel opere de forma independente, as diferenças nas características podem afetar o desempenho geral e a eficiência do sistema.
Conexão em série de painéis fotovoltaicos
A conexão em série de painéis fotovoltaicos é a conexão mais comumente usada em instalações residenciais. Em uma conexão em série, os módulos são conectados de forma que o terminal positivo de um painel seja conectado ao terminal negativo do próximo. Dessa forma, a tensão se soma, enquanto a corrente permanece no nível de um único painel. Essa solução é especialmente vantajosa quando é necessária uma tensão mais alta, como em instalações com um único inversor ou naquelas que precisam transmitir energia por longas distâncias. Com uma tensão mais alta, é possível minimizar as perdas de energia que poderiam ocorrer com uma tensão mais baixa e uma corrente mais alta.
Vantagens da conexão em série de painéis fotovoltaicos
1. Maior eficiência do sistema
Nos sistemas em série, a tensão em cada circuito é aumentada, o que aumenta a eficiência geral da instalação. Um inversor string recebe tensão CC na faixa de várias centenas de volts, permitindo uma conversão mais eficiente para a tensão CA de 230 V, usada em instalações residenciais.
2. Redução das perdas de energia
Nas conexões em série, as perdas de energia associadas à transmissão são menores, pois são usadas seções transversais de cabos menores. Cabos longos, geralmente necessários em instalações maiores, geram menos perdas de energia em tensões mais altas.
3. Custos mais baixos do inversor
Em sistemas em série, um único inversor pode gerenciar vários módulos, tornando-o mais econômico. Não há necessidade de microinversores caros para cada módulo, reduzindo significativamente o custo geral da instalação.
Desvantagens da conexão em série do painel fotovoltaico
1. Eficiência reduzida sob sombreamento
Em sistemas em série, o desempenho de um módulo afeta a eficiência de toda a cadeia. Se um painel estiver sombreado, sujo ou danificado, o desempenho de toda a instalação diminui, levando a perdas significativas de energia.
2. Aumento do risco de arco elétrico
A tensão CC mais alta em instalações em série aumenta o risco de formação de arco elétrico, especialmente em caso de erros de instalação, como o uso inadequado de conectores MC4 de diferentes fabricantes ou danos físicos aos cabos.
Conexão série-paralela de painéis fotovoltaicos
Às vezes, para atender a requisitos específicos de instalação de energia, é usada uma conexão série-paralela. Grupos individuais de painéis são primeiro conectados em série para aumentar a tensão e, em seguida, conectados em paralelo, o que aumenta a corrente no sistema e elimina problemas de sombreamento em determinadas áreas. Esse tipo de conexão é particularmente útil quando é necessário ajustar os parâmetros elétricos aos requisitos do inversor e quando a instalação precisa de maior flexibilidade devido à variação das condições de luz solar em diferentes partes do sistema.
Diagrama de fiação do painel fotovoltaico - É possível conectar dispositivos com potência e parâmetros diferentes?
O diagrama de fiação dos painéis fotovoltaicos deve levar em conta muitos fatores técnicos, incluindo a potência e os parâmetros elétricos dos painéis individuais. Geralmente, não é recomendável conectar painéis com potência e parâmetros diferentes, pois isso pode levar a problemas de eficiência e possíveis danos ao sistema.
No caso de uma conexão em série de painéis com parâmetros de corrente diferentes, o fluxo de corrente pode ficar abaixo do ideal, reduzindo a eficiência geral e acelerando o desgaste dos componentes. A conexão paralela de painéis com tensões diferentes também é arriscada, pois pode causar uma distribuição inadequada da tensão.
No entanto, há uma exceção a essa regra com o uso de microinversores, que são instalados individualmente em cada painel ou para a conexão de dois painéis. Essa solução minimiza os efeitos negativos das diferenças de desempenho entre os painéis, garantindo a operação ideal de cada módulo, independentemente dos demais.
Conclusão
Como podemos ver, as conexões paralelas e em série dos painéis fotovoltaicos têm seus prós e contras. Apesar de algumas diferenças e semelhanças, ambas as soluções facilitam a criação de sistemas de painéis solares. Se, apesar das informações acima, você ainda estiver se perguntando se uma conexão paralela de painéis fotovoltaicos seria melhor do que uma conexão em série, não deixe de entrar em contato com especialistas. Eles certamente explicarão os dois métodos de conexão de painéis fotovoltaicos e esclarecerão suas características no seu caso específico.
PERGUNTAS FREQUENTES:
1. Como conectar os painéis fotovoltaicos?
Os painéis fotovoltaicos podem ser conectados em uma configuração em série, paralela ou série-paralela, dependendo dos requisitos de tensão e corrente da instalação.
2. Qual é a conexão em série dos painéis fotovoltaicos?
A conexão em série de painéis fotovoltaicos envolve a conexão do terminal positivo de um painel ao terminal negativo do próximo, o que aumenta a tensão do sistema e mantém a corrente constante.
3. O que é a conexão paralela de painéis fotovoltaicos?
A conexão paralela de painéis fotovoltaicos envolve a conexão de todos os terminais positivos juntos e de todos os terminais negativos juntos, o que aumenta a corrente enquanto mantém a tensão constante.