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A energia solar cresceu imensamente, tanto como um setor quanto como uma categoria de tecnologia, na última década. No final de 2024, as instalações solares globais "atingiram um recorde de 2 terawatts (TW) de capacidade, com mais acréscimos nos últimos 2 anos do que nos 68 anos anteriores combinados".(Reuters)
O ritmo e a escala desse crescimento exponencial são ilustrados na Figura 1, que mostra um aumento de mais de 10 vezes na capacidade instalada de energia solar nos últimos 10 anos.(Nat Bullard 2024)
Com o rápido crescimento e os níveis mais altos de penetração solar nas redes, surgiram novas tecnologias e novas necessidades.
Dentre as muitas mudanças no setor, três tendências principais afetam agora o conjunto de tecnologias preferidas para a energia solar residencial. São elas:
Essas tendências estão mudando o cenário da energia solar, expondo as ineficiências dos sistemas baseados em microinversores, que estão se tornando cada vez mais caros em comparação com os sistemas construídos com base na arquitetura CC.
Cada tendência exacerba as ineficiências dos sistemas baseados em microinversores.
Os módulos solares estão ficando mais potentes. A Figura 2 mostra a potência média de um módulo residencial instalado nos Estados Unidos. Em 2015, o módulo médio era de 267 W. Em 2024, a média atingiu 400 W, um aumento de quase 50%(Lawrence Berkeley Lab, 2024).
A marcha em direção aos módulos de maior potência também mostra poucos sinais de desaceleração. Em seu relatório de outubro de 2024 sobre o Marketplace, a EnergySage, a principal plataforma de cotação de energia solar residencial nos Estados Unidos, observou que "... os módulos solares de maior potência continuam a disparar em popularidade". E na primeira metade de 2024, "97% de todas as cotações incluíam módulos solares com potência nominal de 400 watts ou mais".
Como um ponto de dados adicional, os módulos solares listados em novos sistemas residenciais na plataforma de monitoramento da Tigo agora excedem regularmente 450 W.
O desafio? A maioria dos microinversores disponíveis para sistemas residenciais é classificada para 300-350W, e aqueles com capacidades mais altas exigem um prêmio de preço significativo. Qualquer energia que o módulo possa gerar acima da capacidade do microinversor é desperdiçada por meio de "clipping". Com o tempo, essas perdas se acumulam, especialmente quando a potência do módulo continua a aumentar.
Os impactos do clipping estão detalhados no Capítulo 3 (Clipping Tax: Leaving energy on the table)
As baterias se tornaram os principais componentes do mercado de energia solar residencial. Seja para energia de reserva ou para maximizar a economia com as taxas de tempo de uso, as taxas de conexão de baterias estão aumentando.
Os dados da EnergySage de outubro de 2024 mostram uma taxa de 40% de fixação de baterias para cotações solares residenciais no primeiro semestre de 2024, em comparação com apenas 10% um ano antes nos Estados Unidos - veja a Figura 3.
Com as baterias acopladas à CA, que são necessárias para os microinversores, a eletricidade passa por três conversões: DC → AC → DC → AC
Na arquitetura CC, ele passa por apenas uma conversão: CC → CA
Em cada etapa de conversão, a energia é desperdiçada.
Conclusão: A arquitetura CA é menos eficiente do que a arquitetura CC para aplicações de armazenamento de energia. E essas perdas incrementais de conversão têm um impacto financeiro tangível ao longo do tempo. O impacto da eficiência da conversão do armazenamento de energia é detalhado no Capítulo 4 (Imposto de conversão: o custo oculto das baterias acopladas a CA)
As tarifas de serviços públicos estão subindo, impulsionadas por atualizações da rede, medidas de resiliência e aumentos de demanda. Nos Estados Unidos, as tarifas de eletricidade aumentaram 5% ao ano nos últimos 4 anos - isso pode ser visto na Figura 4, que mostra as tarifas médias de eletricidade residencial acelerando para cima em 2021(US Energy Information Administration).
Atualmente, essa tendência não mostra sinais de desaceleração. "Em 2023, os reguladores de serviços públicos estaduais aprovaram quase US$ 10 bilhões em aumentos de tarifas, mais do que o dobro dos US$ 4,4 bilhões aprovados em 2022", de acordo com a EIA(Reuters). Esse aumento de custos continuará a ser repassado aos consumidores.
Como resultado dos aumentos das tarifas, os proprietários de imóveis pagam mais por cada quilowatt-hora (kWh) de energia consumida. Por extensão, cada kWh cortado, perdido em conversões desnecessárias ou não produzido também é cada vez mais caro. As tarifas mais altas das concessionárias amplificam cada watt-hora de energia perdida, tornando o imposto sobre o microinversor progressivamente mais grave com o passar do tempo.
Para resumir as tendências e seu impacto nas instalações solares residenciais baseadas em microinversores
Juntos, esses fatores estão transformando o que costumava ser ineficiências individuais menores em perdas significativas e compostas com impacto financeiro real. Como resultado, os instaladores estão mudando de plataformas baseadas em microinversores para plataformas baseadas em inversores de string. Conforme identificado em um relatório de pesquisa recente da Roth:
"Um distribuidor disse que há dois tipos de instaladores que estão se afastando da ENPH. O primeiro é o daqueles que se concentram na venda com base no preço e estão migrando para inversores de string. O segundo grupo está vendendo mais baterias, mas aquelas que são combinadas com inversores de string." - Phil Shen (Roth Industry Note | 26 de outubro de 2024). Nota: ENPH = Enphase, o principal fornecedor de microinversores do mundo.
As próximas três seções fornecem análises detalhadas do impacto financeiro das tendências e como elas se relacionam com as formas de impostos sobre microinversores descritas no início, começando com o imposto sobre recortes: Deixando energia na mesa (a ser lançado em 25/03)
Webinar: Em 15 de abril (dia do imposto nos EUA), realizaremos um webinar que abordará os detalhes da série Microinverter Tax. Inscreva-se para o webinar aqui.
Abaixo está uma lista completa dos capítulos incluídos nesta série (os links serão adicionados à medida que os capítulos forem publicados):
