Instituto de Mestrado em Fotovoltaica
Como ligar corretamente os painéis fotovoltaicos?
Os painéis fotovoltaicos requerem normalmente a criação de uma ligação duradoura entre as células individuais, o que, por um lado, aumenta a eficiência do sistema e, por outro, reduz o risco de falha. Os instaladores têm à sua disposição dois métodos de ligação dos painéis fotovoltaicos - a ligação em série e a ligação em paralelo. Cada um tem as suas próprias vantagens e desvantagens, uma vez que, apesar de algumas semelhanças, as suas caraterísticas operacionais diferem significativamente. Vejamos mais de perto todas as soluções!
Ligação em paralelo de painéis fotovoltaicos
A ligação em paralelo dos painéis fotovoltaicos é um método em que todos os terminais positivos dos painéis são ligados entre si, tal como todos os terminais negativos. Este tipo de ligação é utilizado principalmente em pequenos sistemas fora da rede ou micro-inversores. Esta ligação resulta na manutenção da mesma tensão em cada painel, o que é caraterístico de um único módulo, mas a corrente em todo o sistema aumenta através da soma das correntes dos painéis individuais. Isto é particularmente útil em sistemas onde é necessária uma maior eficiência de corrente, como em instalações que alimentam grandes cargas ou são concebidas para carregamento rápido de baterias (sistemas DC fora da rede). A ligação em paralelo também é benéfica em situações em que os painéis são instalados em condições de luz solar variáveis.
Vantagens da ligação em paralelo de painéis fotovoltaicos
1. Maior resistência ao sombreamento dos painéis individuais
Numa ligação em paralelo, cada painel funciona de forma independente, o que significa que o sombreamento ou danos num deles não afectam significativamente o desempenho de toda a instalação.
2. Expansão flexível do sistema
A ligação paralela dos painéis permite a fácil adição de novos módulos a um sistema existente sem a necessidade de redesenhar toda a instalação. Isto permite um aumento gradual da potência do sistema, ajustando-o às necessidades energéticas crescentes.
3. Estabilidade da tensão
Uma vez que a tensão num sistema paralelo permanece constante e igual à tensão de um único painel, é mais fácil gerir e controlar todo o sistema. A tensão estável também facilita a compatibilidade com os sistemas de energia domésticos e evita problemas que possam surgir com uma tensão mais elevada.
Desvantagens da ligação em paralelo de painéis fotovoltaicos
1. Aumento do risco de perdas de energia
Em sistemas paralelos, onde a corrente de cada painel é somada, intensidades de corrente mais elevadas podem levar a maiores perdas de energia, especialmente em instalações com cabos mais longos e de espessura insuficiente.
2. A necessidade de protecções adicionais
Nos sistemas paralelos, é importante utilizar fusíveis e limitadores de corrente adequados para proteger cada painel contra sobrecargas e potenciais danos.
3. Complicações da diversidade dos painéis
Se quiser ligar diferentes painéis fotovoltaicos em paralelo, deve ter em conta a complexidade deste processo. Embora, em teoria, cada painel funcione de forma independente, as diferenças de caraterísticas podem afetar o desempenho geral e a eficiência do sistema.
Ligação em série de painéis fotovoltaicos
A ligação em série de painéis fotovoltaicos é a ligação mais comummente utilizada em instalações residenciais. Numa ligação em série, os módulos são ligados de forma a que o terminal positivo de um painel seja ligado ao terminal negativo do seguinte. Desta forma, a tensão aumenta, enquanto a corrente permanece ao nível de um único painel. Esta solução é especialmente vantajosa quando é necessária uma tensão mais elevada, como nas instalações com um único inversor ou naquelas que necessitam de transmitir energia a longas distâncias. Com uma tensão mais elevada, é possível minimizar as perdas de energia que poderiam ocorrer com uma tensão mais baixa e uma corrente mais elevada.
Vantagens da ligação 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 global da instalação. Um inversor de string recebe tensão CC na gama de várias centenas de volts, permitindo uma conversão mais eficiente para a tensão CA de 230 V, utilizada em instalações domésticas.
2. Redução das perdas de energia
Nas ligações em série, as perdas de energia associadas à transmissão são menores, uma vez que são utilizadas secções transversais de cabos mais pequenas. Os cabos longos, frequentemente necessários em instalações de maiores dimensões, geram menos perdas de energia a uma tensão mais elevada.
3. Custos mais baixos do inversor
Nos sistemas em série, um único inversor pode gerir vários módulos, tornando-o mais económico. Não há necessidade de microinversores dispendiosos para cada módulo, reduzindo significativamente o custo global da instalação.
Desvantagens da ligação em série do painel fotovoltaico
1. Eficiência reduzida sob sombreamento
Nos sistemas em série, o desempenho de um módulo afecta a eficiência de todo o conjunto. 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
Uma tensão CC mais elevada em instalações em série aumenta o risco de arco elétrico, especialmente em caso de erros de instalação, como a utilização incorrecta de conectores MC4 de diferentes fabricantes ou danos físicos nos cabos.
Ligação série-paralela de painéis fotovoltaicos
Por vezes, para satisfazer requisitos específicos de instalação de energia, é utilizada uma ligação série-paralela. Os grupos individuais de painéis são primeiro ligados em série para aumentar a tensão e depois ligados em paralelo, o que aumenta a corrente no sistema e elimina problemas de sombreamento em determinadas áreas. Este tipo de ligação é particularmente útil quando é necessário ajustar os parâmetros eléctricos aos requisitos do inversor e quando a instalação necessita de maior flexibilidade devido a condições de luz solar variáveis em diferentes partes do sistema.
Diagrama de cablagem do painel fotovoltaico - É possível ligar dispositivos com diferentes potências e parâmetros?
O diagrama de cablagem dos painéis fotovoltaicos deve ter em conta muitos factores técnicos, incluindo a potência e os parâmetros eléctricos de cada painel. Geralmente, não se recomenda a ligação de painéis com potências e parâmetros diferentes, uma vez que isso pode levar a problemas de eficiência e a potenciais danos no sistema.
No caso de uma ligação em série de painéis com diferentes parâmetros de corrente, o fluxo de corrente pode tornar-se insuficiente, reduzindo a eficiência global e acelerando o desgaste dos componentes. A ligação em paralelo de painéis com tensões diferentes também é arriscada, pois pode causar uma distribuição incorrecta da tensão.
No entanto, existe uma exceção a esta regra com a utilização de microinversores, que são instalados individualmente em cada painel ou para a ligação de dois painéis. Esta solução minimiza os efeitos negativos das diferenças de desempenho entre painéis, garantindo o funcionamento ótimo de cada módulo independentemente dos restantes.
Conclusão
Como podemos ver, tanto as ligações em paralelo como em série dos painéis fotovoltaicos têm os 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, ainda estiver a pensar se uma ligação paralela de painéis fotovoltaicos seria melhor do que uma ligação em série, não deixe de contactar especialistas. Eles irão certamente explicar ambos os métodos de ligação de painéis fotovoltaicos e esclarecer as suas caraterísticas no seu caso específico.
FAQ:
1. Como ligar os painéis fotovoltaicos?
Os painéis fotovoltaicos podem ser ligados numa configuração em série, em paralelo ou em série-paralelo, dependendo dos requisitos de tensão e corrente da instalação.
2. O que é a ligação em série de painéis fotovoltaicos?
A ligação em série de painéis fotovoltaicos consiste em ligar o terminal positivo de um painel ao terminal negativo do painel seguinte, o que aumenta a tensão do sistema, mantendo a corrente constante.
3. O que é a ligação em paralelo de painéis fotovoltaicos?
A ligação em paralelo dos painéis fotovoltaicos implica ligar todos os terminais positivos e todos os terminais negativos, o que aumenta a corrente, mantendo a tensão constante.