Avaliação técnica e econômica sobre a utilização do transformador acoplado na micro geração distribuída fotovoltaica.

Abstract

Atualmente, na matriz energética nacional, as usinas fotovoltaicas representam 25,48% das obras em andamento e chegam a ser 78,95% das obras ainda não iniciadas segundo a ANEEL (2022). Para as usinas fotovoltaicas on grid(interligado a rede da concessionária), os inversores fotovoltaicos precisam respeitar os limites de tensão da concessionária, esta exigência técnica pode se tornar um desafio quando se tem um inversor solar trifásico em regiões nas quais a tensão de atendimento é 220 V fase-fase. Nesta situação o cliente pode optar por um inversor solar 220 V, que por sua vez é mais caro, ou optar por um inversor solar 380 V, que é mais barato mas necessita de um transformador 380/220 V para realizar a adequação de tensão, que além de aumentar o custo do investimento possui perdas indesejadas. O objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação técnica e econômica entre estes dois cenários aplicando o pay back descontado nos dois investimentos e realizando a comparação entre eles. Para alcançar estes objetivos uma usina real contendo três inversores trifásicos de 25 kW 380 V e um transformador de 95 kVA foi escolhida como modelo de estudo, foi feito a modelagem do sistema fotovoltaico e do transformador no simulink utilizando o modelo fasorial, apos os dados de geração de oito meses serem colhidos em campo, diversas simulações foram feitas para contabilizar as perdas no transformador. Como resultado foi encontrado uma média de perdas de energia anuais no transformador equialente a 5% de toda energia gerada anualmente por este sistema. Avaliando os pay back’s é possível perceber que ao longo do tempo o sistema 220 V acaba supera o retorno financeiro dos sistemas 380 V. Com 4 anos seu retorno financeiro já supera o retorno de um sistema com inversores 380 V. Com 9 anos esta diferença aumenta, tendo assim um retorno anual de 100% de todo o valor a mais investido num sistema com inversores 220 V. Ou seja, com 9 anos um sistema com inversores 220 V paga a diferença de investimento inicial entre 220 V e 380 V. Desta manira se concluiu que para o cenário cuja a tensão entregue pela concessionária é 220 V fase-fase um sistema fotovoltaico com inversores 220 V é mais lucrativo a longo prazo do que um sistema com inversores 380 V, estes resultados auxiliam o cliente final na tomada de decisão de seu investimento, trazem um respaldo para os engenheiros e projetistas de sistemas fotovoltaicos para decidirem qual inversor aplicar em seus sistemas além ser um exemplo das as aplicações dos estudos das perdas em transformadores trifásicos.