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O corte ocorre quando os módulos solares produzem mais energia CC do que o inversor pode converter em energia CA utilizável. O excesso de energia é "cortado" e, portanto, desperdiçado.
Exemplo: Um módulo de 425 W emparelhado com um microinversor de 325 W cortará 100 W de saída de energia potencial no desempenho máximo. Isso é ilustrado na Figura 5.
O corte é facilmente detectado nos gráficos de saída do sistema solar. Quando ocorre o clipping, o gráfico mostra um pico achatado, indicando que o sistema está produzindo menos energia do que poderia. Uma rápida busca no reddit/r/solar por clipping mostrará vários exemplos de proprietários de casas que se perguntam por que sua produção de energia está limitada. Alguns dos comentários destacam como os proprietários estão cada vez mais conscientes do clipping e preocupados com seu impacto no desempenho de seus sistemas.
Dada a prevalência de microinversores emparelhados com módulos de maior capacidade, o corte não é um fenômeno raro. Em muitos casos, a incompatibilidade módulo-microinversor é justificada pelo fato de não se gastar mais dinheiro com microinversores de maior potência. No entanto, todas as pequenas perdas se somam.
O corte anual de apenas 3% pode custar US$ 10.724 em economia vitalícia para uma instalação solar residencial de 15 kW (fator de capacidade de 19%, US$ 0,30/kWh, escalonamento da taxa de eletricidade de 5%, 25 anos). Usando as mesmas premissas, o corte de 2% reduz a economia em US$ 7.149, e 1% a reduz em US$ 3.575.
Na Figura 7, uma análise de desempenho feita por um dos principais fornecedores de microinversores mostra que os valores de corte variam de acordo com a qualidade das condições solares (diferentes para cada cidade identificada) e a potência dos módulos.
Perdas de produção no ano 1 devido ao corte por potência do módulo e localização com um microinversor de 300W
Os sistemas de inversor de string também podem sofrer cortes se a potência combinada do módulo exceder a potência do inversor de string. Isso pode acontecer sempre que a relação CC:CA for maior que 1, o que é comum.
Mas os inversores de string em um sistema com arquitetura CC têm um recurso especial: quando emparelhados com uma bateria acoplada a CC, a produção de energia além da placa de identificação do inversor pode ser usada para carregar a bateria.
A Figura 8 ilustra a diferença entre o desempenho do inversor com acoplamento CC e o desempenho do microinversor em um dia em que a produção solar excede a capacidade máxima (CA) do inversor.
Com uma bateria acoplada em CC, o excesso de energia solar pode carregar a bateria. Com uma bateria acoplada em CA ou um sistema de microinversor, o excesso de energia é cortado.
Os instaladores que atualmente não utilizam baterias costumam pensar que não há diferença de corte entre os sistemas de string e os sistemas de microinversores se as relações CC:CA forem as mesmas. Mas existe.
Conclusão: mesmo sem bateria e com proporções CC:CA semelhantes, um inversor de string terá um consumo menor do que os microinversores. Como esse tópico é mais complexo e cheio de nuances do que o descrito aqui, um capítulo com um exemplo específico e detalhes pode ser encontrado aqui: Bônus: confronto sobre clipping: MLPE vs. Otimizadores.
Os microinversores e otimizadores geralmente são agrupados em uma categoria de tecnologia chamada MLPE (Module-Level Power Electronics). No entanto, como os otimizadores têm a vantagem de serem acoplados à CC, eles realizam menos trabalho e a energia do módulo pode ir para a bateria sem incorrer nas perdas usuais de conversão de recorte e ida e volta. Um dos motivos pelos quais o MLPE se tornou popular é que ele oferece otimização, monitoramento e desligamento rápido em nível de módulo - recursos que os instaladores e proprietários de residências desejam e pedem. Os otimizadores, como o TS4-A-O e o TS4-X-O da Tigo (com capacidade para até 700 W e 800 W, respectivamente), oferecem esses recursos de alta demanda e, ao mesmo tempo, acomodam módulos solares de alto desempenho.
O clipping é um tema muito discutido por proprietários e instaladores, em parte porque o topo plano da curva de produção é muito perceptível. Uma breve olhada em um quadro de mensagens sobre energia solar rapidamente descobre proprietários preocupados postando gráficos de clipping. Essas publicações geralmente recebem uma das seguintes respostas:
"Não se preocupe, isso vai diminuir com o tempo "
É verdade que o recorte do microinversor provavelmente diminuirá com o tempo. Mas provavelmente será menor do que o que está sendo anunciado. Muitos usuários apontarão o resumo técnico da Enphase sobre clipping como evidência. No entanto, o resumo pressupõe uma taxa de degradação de 0,4% após o ano 1. Os módulos REC, que representaram a maior parte das cotações no relatório 1H24 da EnergySage, incluem em sua garantia uma taxa de degradação de desempenho garantida inferior a 0,25% após o primeiro ano. A garantia garante "até o final do 25º ano, uma saída real de pelo menos 92% da saída de energia da placa de identificação". Portanto, um módulo de 450 W ainda tem a garantia de produzir 414 W ou mais; essa é a degradação máxima do desempenho, não a média. Além disso, o resumo da Enphase não menciona nenhuma degradação da saída máxima do microinversor, apesar de não haver garantias de desempenho em sua garantia de microinversor. Seria difícil citar um dispositivo eletrônico sujeito a tempos de funcionamento diários e ciclos térmicos que não sofra impactos no desempenho ao longo de décadas de operação.
"Não vale a pena o investimento para atualizar para microinversores de maior potência."
Essa é uma afirmação razoável a ser feita se alguém estiver comparando microinversor com microinversor; microinversores de maior potência são mais caros. Mas a comparação real (e neutra) para evitar o corte deve ser entre um microinversor e um inversor de string.
"É de fato mais eficiente"
Essa afirmação geralmente se refere às curvas de eficiência do inversor, que demonstram que os inversores operam com mais eficiência quando estão próximos de sua capacidade máxima. Além disso, os microinversores de maior potência normalmente têm tensões de inicialização mais altas. Portanto, a atualização para um microinversor de maior potência significa que o sistema "acorda" mais tarde do que um de menor potência e perderia horas de produção com pouca luz. Isso pode ser visto na Figura 9.
Além do aumento de custo decorrente da atualização para um microinversor de maior potência, há um possível impacto negativo na eficiência e no número de horas de operação. Esse é um compromisso real a ser considerado. Mas, novamente, essa afirmação compara microinversores com microinversores. Um inversor de string da Tigo, por outro lado, começa a produzir a 80 V em todos os módulos de uma string, o que significa que a produção começa quando apenas uma string de módulos está operando na extremidade inferior do espectro de produção - tão pouco quanto 10 V cada para uma string de 8 módulos.
"Os inversores de cordas também serão cortados"
Esse tópico é abordado acima, e um mergulho profundo está disponível aqui: Bônus: Confronto de recortes: MLPE vs. Otimizadores
À medida que a potência do módulo aumenta, o custo do corte aumenta. Essa "taxa de corte" pode custar até US$ 10.724 durante a vida útil de um projeto solar, mas pode ser evitada. Quando as baterias são emparelhadas com um inversor acoplado a CC, o excesso de produção solar pode carregar a bateria, evitando totalmente o corte. Felizmente, as baterias estão se tornando rapidamente a norma.
Além disso, as baterias introduzem perdas adicionais para os microinversores, que detalharemos no próximo capítulo - Taxa de conversão: O custo oculto das baterias acopladas à CA.
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):
