Apostila - Fundamentos da Energia Solar - NeoSolar (Des )

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GUIA COMPLETO PARA SE APROFUNDAR NO MUNDO FOTOVOLTAICO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ORGANIZAÇÃO: 
Ezequiel Junio de Lima 
Gabriela dos Reis Garcia 
Laís Magalhães Rosa 
REVISÃO: 
Paulo Marcelo Frugis T. Pinto 
FORMATAÇÃO: 
Gabryella Alves Ferreira 
Amanda da Silva Wanderley 
 
© Todos os direitos reservados. Distribuição totalmente 
gratuita e, portanto, não pode ser usada para fins 
lucrativos. Essa apostila foi criada para oferecer uma
maior compreensão sobre a Geração Distribuída no 
mercado fotovoltaico.
SUMÁRIO
 
1. INTRODUÇÃO A ENERGIA SOLAR.............................................................6
FONTES DE ENERGIA ................................................................................. 6
ENERGIA SOLAR ......................................................................................... 8
SOLAR NO BRASIL..................................................................................... 11
REFERÊNCIAS ........................................................................................... 13
2. TIPOS DE SISTEMAS E APLICAÇÕES......................................................14
INTRODUÇÃO............................................................................................. 14
SISTEMAS ISOLADOS (SFI)....................................................................... 14
SISTEMAS AUTÔNOMOS SEM ARMAZENAMENTO ................................ 16 
SISTEMAS CONECTADOS......................................................................... 17
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS A EDIFICAÇÕES ............... 19
REFERÊNCIAS ........................................................................................... 20
3. SISTEMAS CONECTADOS ........................................................................21
INTRODUÇÃO............................................................................................. 21
DEFINIÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA (GD)......................................... 21
MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ................................................................... 23
INVERSORES ..............................................................................................37
CABEAMENTO.............................................................................................52
CAIXA DE CONEXÕES............................................................................... 54
TERMINAIS ................................................................................................. 55
ESTRUTURAS E TELHADOS..................................................................... 55
MONITORAMENTO..................................................................................... 57
REFERÊNCIAS ........................................................................................... 58
4 . PROTEÇÕES ELÉTRICAS ........................................................................59
INTRODUÇÃO............................................................................................. 59
DISJUNTORES ........................................................................................... 59
FUSÍVEIS .................................................................................................... 61
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS (DPS)....................... 62
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CC........................................................... 62
STRING BOX............................................................................................... 64
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CA........................................................... 65
ATERRAMENTO / SPDA............................................................................. 65
REFERÊNCIAS ........................................................................................... 66
5. DIMENSIONAMENTO .................................................................................67
ORIENTAÇÃO E INCLINAÇÃO ................................................................... 67
SOMBRAS................................................................................................... 71
DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTAICO ........................... 74
PROJETO ELÉTRICO ................................................................................. 84
PROTEÇÃO ................................................................................................ 88
SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO ...................................................... 88
REFERÊNCIAS ........................................................................................... 92
6. ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA.................................................93
INVESTIMENTO.......................................................................................... 93
CUSTOS OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO (O&M)........................................ 93
ANÁLISE DE INVESTIMENTOS (PAYBACK / TIR / VPL) ........................... 93
OUTROS GANHOS E BENEFÍCIOS ESPERADOS .................................... 96
INFLAÇÃO DE ENERGIA............................................................................ 96
CONTA DE ENERGIA / COMPENSAÇÃO .................................................. 98
REFERÊNCIAS ..........................................................................................100
7. REGULAMENTAÇÃO E NORMAS ...........................................................101
INTRODUÇÃO............................................................................................101
RESOLUÇÃO NORMATIVA 482/687 DA ANEEL .......................................101
PRODIST....................................................................................................103
NBR’s PARA TRABALHOS COM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS .............104
REFERÊNCIAS ..........................................................................................107
8. OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO (O&M).....................................................108
COMISSIONAMENTO................................................................................108
LIMPEZA ....................................................................................................111
MANUTENÇÃO PREVENTIVA/CORRETIVA .............................................112
MONITORAMENTO....................................................................................114
REFERÊNCIAS ..........................................................................................114
9. DEMAIS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ..................................................115
SISTEMA FOTOVOLTAICO COM BACKUP DE BATERIAS ......................115
SISTEMA HÍBRIDO ....................................................................................116
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ISOLADOS ...............................................118
REFERÊNCIAS ..........................................................................................121
10. SEGURANÇA DO TRABALHO...............................................................122
NR 10 .........................................................................................................122
NR 35 .........................................................................................................123
REFERÊNCIAS ..........................................................................................124
ANEXO 1 - BATERIAS..................................................................................125
INTRODUÇÃO............................................................................................125
POSICIONAMENTO DAS BATERIAS ........................................................127
PERIGOS ...................................................................................................128
BATERIAS RECARREGÁVEIS ..................................................................128
REFERÊNCIAS ..........................................................................................130
 
 
6 
 
1. INTRODUÇÃO A ENERGIASOLAR 
FONTES DE ENERGIA 
As fontes de energia são adquiridas através de recursos ambientais ou até 
mesmo artificiais, sejam eles renováveis ou não. Com o aumento da demanda de 
energia pela população, os países estão buscando novas formas de ampliar a sua 
infraestrutura energética, procurando recursos capazes de gerarem energia e 
além disso os que causam menos impactos ambientais. As principais formas de 
fonte de energia estão descritas na sequência. 
ENERGIA EÓLICA 
Nesse processo, o vento é usado para gerar energia mecânica e elétrica. O 
processo funciona com o movimento das pás da turbina eólica provocado pelo 
vento, e assim é girado um eixo que é ligado a um gerador gerando eletricidade. 
Sendo as turbinas eólicas máquinas mecânicas que transformam a energia 
cinética do vento em energia mecânica e então em energia elétrica, podem ser 
instaladas sobre a terra ou no mar, conseguindo gerar de alguns quilowatts a 
dezenas de megawatts de energia elétrica. Elas podem ser classificadas como de 
eixo horizontal e de eixo vertical. 
As maiores turbinas eólicas possuem maior eficiência e são usadas em 
parques eólicos para fornecer grandes quantidades de energia. Com a 
oportunidade de aumentar a potência fornecida, as turbinas estão sendo mais 
instaladas nas costas marítimas, onde este tipo de instalação é chamado de 
offshore. No entanto, existem turbinas de pequeno porte que geralmente são 
usadas em residências, telecomunicações ou bombeamento de água e também 
podem ser utilizadas com outras formas de energia renovável, como solar 
fotovoltaica, termogeração a diesel ou gás natural em redes elétricas de pequeno 
porte. (MOREIRA, 2017) 
ENERGIA QUÍMICA 
É obtida através da liberação da energia entre os átomos das moléculas. 
Os principais materiais para fornecer essa energia são os hidrocarbonetos 
oriundos do petróleo, como exemplo a gasolina, o gás liquefeito de petróleo, os 
óleos combustíveis e o gás natural. Além de outros processos para obter energia 
elétrica ou outra forma de energia útil, podemos citar a biomassa que utiliza a 
decomposição de materiais orgânicos, como por exemplo resíduos agrícolas, 
esterco, restos de alimentos, gerando o gás metano usados para gerar energia. 
(MOREIRA, 2017) 
 
 
7 
 
 Combustíveis fósseis 
O processo de obtenção de energia através dos combustíveis fósseis não 
é renovável, além disso a sua produção tem como consequência um grande 
impacto ambiental. O método pode utilizar da combustão, na qual interfere no 
efeito estufa. Como exemplo de combustíveis fósseis podemos citar o carvão ( 
mineral, negro, metalúrgico e comercial solid fuel) e os derivados do petróleo, 
como o gás liquefeito de petróleo (GLP), gasolina automotiva, querosene de 
aviação, óleo diesel, óleo bunker, óleo combustível industrial, gás natural, gás de 
folhelho. (MOREIRA,2017) 
Biomassa 
Como já citado, a produção de energia através da biomassa consiste da 
matéria orgânica, sendo ela animal ou vegetal. O processo também utiliza de 
forma indireta a energia solar. No caso, a transformação da energia solar em 
energia química é obtida pelo processo da fotossíntese. 
Além da biomassa ser um processo renovável, outra vantagem é o seu 
aproveitamento ser obtido através de combustão em fornos, caldeiras, entre 
outros. Para diminuir os impactos socioambientais, tecnologias como a 
gaseificação e a pirólise para conversão estão sendo desenvolvidas. (ANEEL,2002) 
ENERGIA ELÉTRICA 
A energia elétrica pode ser gerada a partir de outros processos, como o 
eólico, solar entre outros. Por ser de extrema importância para a sociedade a 
maioria dos processos procuram a sua geração, pois a iluminação de ruas e casas, 
eletrodomésticos, ar condicionado, acionamento industrial, entre outros 
dependem da eletricidade para funcionar. Existem diversas fontes para se obter a 
eletricidade, as principais são usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares, 
geradores eólicos, os painéis fotovoltaicos e células de combustíveis. As usinas 
hidrelétricas são mais usadas no Brasil, pelo grande índice de rios. Ela é gerada 
através do represamento de água, e sua queda provoca o movimento das turbinas 
que fazem um gerador elétrico funcionar. Apesar de causar impactos ambientais 
na sua instalação (pode acontecer desvios de rios, morte de peixes entre outros 
problemas), ela ainda é considerada limpa depois da sua instalação. (MOREIRA, 
2017) 
ENERGIA TÉRMICA 
As fontes de energia térmica utilizam o calor provindo de radiação térmica 
ou de energia interna. Podemos citar dentro da térmica a energia geotérmica. Seu 
processo aproveita-se do calor da crosta terrestre para movimentar as turbinas. 
São localizadas perto de locais que possuem formação geológica vulcânica. Além 
da geotérmica, existe também as termelétricas que consiste na geração de vapor 
 
8 
 
para produzir energia, as principais são as nucleares, a gás, a carvão e a biomassa. 
(MOREIRA, 2017) 
ENERGIA MECÂNICA 
Consiste na manipulação de energia potencial ou cinética. A energia 
mecânica é comumente usada em moinhos, rodas d'água e nos eixos de motores. 
Uma das principais aplicações é na energia de marés, nas usinas de maremotriz e 
na ondomotriz, que beneficia da energia potencial proveniente dos movimentos 
periódicos da água, além disso, as usinas de maremotriz aproveitam da energia 
cinética através dos movimentos dos mares. (MOREIRA, 2017) 
ENERGIA SOLAR 
A fonte da energia solar é a radiação emitida pelo sol (raios solares). Ela 
pode ser utilizada para o aquecimento de água, com coletores solares de alta e 
baixa eficiência, ou então para gerar energia elétrica utilizando, por exemplo, os 
painéis solares. Esse tipo de energia, futuramente, pode representar boa parte da 
matriz energética, por ser uma das principais formas de energia renovável e 
inesgotável. (MOREIRA, 2017) 
ENERGIA SOLAR 
Dentre as fontes de energia citadas no tópico anterior, a maioria só 
acontece porque existe a energia solar. Observa-se, por exemplo, que é devido ao 
aquecimento das massas de ar pelo sol que acontecem os ventos, dando origem a 
energia eólica. 
A energia solar produzida pelos raios solares em um ano consegue 
atender mais que a demanda que a população precisa, porém, boa parte dessa 
energia não é aproveitada. Os modos de conseguir um melhor aproveitamento da 
energia solar podem ser divididas em cinco formas: (a) solar passiva, na qual 
podemos citar a arquitetura bioclimática que consiste em se beneficiar da energia 
solar por intermédio de edificações; (b) solar ativa, na qual pode ocorrer o 
processo de refrigeração ou aquecimento de um certo processo por meio da 
energia solar, como por exemplo funcionamento do ar condicionado; (c) solar 
fotovoltaica, consiste na aplicação de placas fotovoltaicas para a geração de 
energia elétrica; (d) geração de energia elétrica a partir de concentradores solares 
térmicos para altas temperaturas; (e) e por último o método que utiliza “um reator 
alimentado por dióxido de carbono (CO2), água e metal ou óxido metálico, exposto 
à radiação solar, onde produz-se hidrogênio, oxigênio e monóxido de carbono 
(PINHO; GALDINO, 2014). 
Diante do exposto, podemos resumir os processos como sendo energia 
solar térmica e energia solar fotovoltaica. 
 
9 
 
ENERGIA SOLAR TÉRMICA 
A energia solar térmica consiste no aproveitamento da energia solar na 
forma de calor, possibilitando o aquecimento de água para usos domésticos e 
industriais. Para obter o calor vindo dos raios solares, utilizamos os denominados 
coletores solares que também possuem a função de aquecer fluidos, sejam eles 
líquidos ou gasosos. 
Os coletores podem ser classificados como coletores planos ou 
concentradores. Os coletores denominados como coletores planos são 
geralmente usados em residências ou em qualquer lugar que precisa de baixa 
temperatura, aproximadamente 60°C, reduzindo o consumode energia elétrica ou 
até mesmo de gás, conforme ilustrado na Figura 1. Já os coletores concentradores 
trabalham com temperaturas elevadas (superiores a 100°C), aplicados em usinas 
para ligar turbinas e geração de eletricidade (PINHO; GALDINO, 2014). 
 
Figura 1 - Sistema de aquecimento Solar Residencial típico 
 
Existem também os coletores a vácuo que são classificados como 
coletores planos, o seu absorvedor tem o formato tubular e é inserido dentro de 
um tubo transparente, o vácuo formado entre o absorvedor e tubo tem a função 
de isolamento térmico. (MOREIRA,2017) 
 
10 
 
 
Figura 2- Coletor a vácuo 
Diferente do processo fotovoltaico, a energia solar térmica possui maior 
facilidade de armazenar calor para horários sem incidência do sol. Além disso, 
conseguem uma maior conversão de energia e possibilita a inclusão de outras 
aplicações que necessitam de energia térmica. (RONILSON DI SOUZA, 2017) 
 
 
 
Figura 3 - Sistema de Geração de Energia através de Concentradores Solares. Fonte.: 
http://www.unistmo.edu.mx/~laboptica/concentrador.html 
Existe ainda a energia térmica passiva, como exemplo a arquitetura 
bioclimática, onde seu objetivo, como já dito antes, é relacionar as características 
do ambiente onde serão instalados os equipamentos com o projeto arquitetônico 
e urbanista, como a altura do teto, o controle da incidência da luz solar através da 
construção, além da escolha de materiais adequados para a construção (PINHO; 
GALDINO, 2014). 
ENERGIA FOTOVOLTAICA 
Na energia fotovoltaica a energia é obtida através da conversão dos raios 
solares em eletricidade. O processo consiste no surgimento de uma diferença de 
potencial nos extremos de um semicondutor quando submetido a luz visível. 
Uns dos principais componentes do sistema é a célula fotovoltaica, que 
possui um material semicondutor sendo a peça essencial no processo. A célula 
pode ser produzida de diversos materiais, sendo os mais comuns no mercado o 
 
11 
 
silício monocristalino e o silício policristalino. Além destes podemos encontrar 
células de silício amorfo, disseleneto de cobre e índio, disseleneto de cobre, índio e 
gálio e telureto de cádmio, sendo estes últimos chamados de filmes finos. Além 
dos materiais citados acima, ainda temos alguns grupos que estão em fase de 
testes, chamados de célula fotovoltaica multijunção e célula fotovoltaica para 
concentração (CPV – Concentrated Photovoltaics), células sensibilizadas por 
corante (DSSC – Dye-Sensitized Solar Cell) e células orgânicas ou poliméricas (OPV 
– Organic Photovoltaics) (PINHO; GALDINO, 2014). 
Algumas vantagens de se utilizar o sistema fotovoltaico residem no fato de 
ser uma fonte de energia renovável e totalmente limpa, além de que a placa 
fotovoltaica pode ser instalada como decoração e/ou substituindo telhados. No 
entanto, os custos dos equipamentos são mais elevados que os convencionais e, 
em determinadas regiões, a energia solar varia, além de ser afetada por condições 
climatológicas. (RONILSON DI SOUZA, 2017) 
SOLAR NO BRASIL 
No Brasil, os índices de incidência de raios solares são altos e o país 
dispõe de uma grande quantidade de quartzo, no entanto, o índice de geração de 
energia através da energia solar não é alto. De acordo com o MME (2017), o Brasil 
possuía, ao final de 2016, 81 MWp de energia solar fotovoltaica instalados, o que 
representava cerca de 0,05% da capacidade instalada total no país. Do total de 81 
MWp existentes em 2016, 24 MWp correspondiam à geração centralizada e 57 
MWp à geração distribuída. 
A nova edição do Atlas Solarimétrico Brasileiro (INPE, 2017) traz a seguinte 
análise do Brasil: 
“(...) possui alto nível e baixa variabilidade da irradiação solar do país em 
comparação, por exemplo, com o que se observa em países onde essa 
tecnologia já está bem estabelecida, como Alemanha, Espanha, Itália, Portugal 
e França. A Figura 4 compara a variabilidade da irradiação global horizontal 
média mensal nas cinco regiões brasileiras com esses países. A comparação é 
feita na forma de box plot, com as caixas representando 50% dos valores, as 
linhas verticais os valores máximos e mínimos e os losangos vermelhos as 
médias. Conclui se que o Brasil apresenta níveis bastante elevados de 
irradiação solar com uma variabilidade mensal muito mais baixa, indicada 
pela altura das caixas. A região Nordeste do Brasil supera até mesmo os países 
ibéricos em termos de irradiação solar média mensal, com a característica de 
possuir uma variabilidade mensal bem inferior. A região Sul apresenta 
características mais similares às encontradas nesses países europeus, 
particularmente no que se refere a variabilidade mensal, já que se encontra em 
latitudes mais altas e, portanto, com maiores diferenças na duração do dia 
entre as estações do ano. (...)” 
 
12 
 
 
 
Figura 4. Comparativo das médias mensais da irradiação global horizontal no Brasil e em alguns países 
da Europa (kWh/m2.dia). As caixas indicam 50% de probabilidade e as linhas os máximos e mínimos 
valores encontrados. Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil 2a Edição, 2017. 
 Na Figura 5, temos o mapa da média anual de irradiação solar diária já 
plano inclinado de acordo com a latitude local. Pode-se perceber que os estados 
de Minas Gerais, Goiás, Tocantins e boa parte do Nordeste recebem os maiores 
índices de incidência da luz solar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Irradiação Solar no Brasil. Fonte: Atlas Solarimetro do Brasil 2a Edição, 2017. 
 
 
13 
 
Segundo a ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica), 
o Brasil entrou em 2018 com quase 1,1 gigawatts em instalações fotovoltaicas, o 
que representou um crescimento 1.358% (um mil, trezentos e cinquenta e oito por 
cento) frente aos apenas 81 megawatts ao final de 2016. Mais precisamente, 
segundo a ANEEL, 935 MW em geração centralizada e 161 MW em geração 
distribuída. Ultrapassar o patamar de 1GW instalado foi alcançado por apenas 30 
países no mundo, disse em nota a ABSOLAR. 
REFERÊNCIAS 
[1] INPE. Enio Bueno Pereira. INPE/CCST/LABREN. Atlas brasileiro de energia 
solar. 2. ed. São José dos Campos: INPE, 2017. 88 p. Disponível em: 
<http://labren.ccst.inpe.br/atlas_2017.html>. Acesso em: 3 nov. 2017. 
[2] BRASIL. Rodrigo Lima Nascimento. Consultoria Legislativa. Energia solar no 
Brasil: Situação e Perspectivas. Brasília: Estudo Técnico, 2017. 
IDEAL INSTITUTO. Potencial solar no Brasil. 2017. Disponível em: 
<http://americadosol.org/potencial-solar-no-brasil/#toggle-id-1>. Acesso em: 12 
jun. 2017. 
[3] MOREIRA, José Roberto Simões (Org.). Energias renováveis, geração 
distribuída e eficiência energética. Rio de Janeiro: Ltc, 2017. 
[4] PINHO, João Tavares; GALDINO, Marco Antonio (Org.). Manual de Engenharia 
para Sistemas Fotovoltaicos. Rio de Janeiro: Cepel-cresesb, 2014. 
[5] RONILSON DI SOUZA. Bluesol Energia Solar. Os sistemas de energia solar 
fotovoltaica. Ribeirão Preto: Bluesol Educacional. Disponível em: <www.blue-
sol.com.br>. Acesso em: 9 jun. 2017. 
 
 
 
 
 
14 
 
2. TIPOS DE SISTEMAS E APLICAÇÕES 
INTRODUÇÃO 
Quando classificamos os sistemas fotovoltaicos (SFV) levamos em conta 
como é feita a geração ou transmissão de energia elétrica e consequentemente 
podemos dizer que existem dois tipos principais, os sistemas isolados (Off-Grid) e 
os sistemas conectados à rede (On-Grid). Os dois sistemas podem operar apenas 
com a fonte fotovoltaica ou conciliados com uma ou mais fontes de energia, sendo 
neste caso conhecido como sistema híbrido. Para que possamos usar uma das 
opções listadas anteriormente devemos levar em conta a aplicação e/ou a 
acessibilidade de recursos energéticos. Qualquer um deles possui uma 
complexidade variante, sendo que tal complexidade está diretamente ligada à 
aplicação e as restrições do projeto em análise. [1] 
SISTEMAS ISOLADOS (SFI) 
O sistema fotovoltaico isolado recebeesse nome pelo fato de não ter 
qualquer tipo de comunicação com a rede de distribuição de energia. Os sistemas 
isolados podem ser considerados como híbridos ou autônomos (puros). Esse tipo 
de sistema (SFI), tanto os puramente fotovoltaicos (SFV) ou híbridos (SFH), 
geralmente, precisam de um tipo de armazenamento. 
O armazenamento pode ser realizado em baterias quando se pretende 
usar aparelhos elétricos nos períodos onde não há geração de energia pelo 
sistema fotovoltaico. As baterias empregadas como armazenamento também 
operam como uma referência de tensão e de corrente contínua para os inversores 
formadores da rede do sistema isolado. [1] [2] 
SISTEMAS HÍBRIDOS 
Um sistema fotovoltaico híbrido funciona ligado a outro ( ou a mais de 
um) sistema de geração elétrica. Por exemplo, no caso de um sistema híbrido 
solar-eólico, pode ser utilizado um aerogerador. Outros exemplos são sistemas 
híbridos utilizando um moto-gerador a combustível líquido, como o diesel (ver 
figura 1) ou qualquer outro sistema de geração elétrica. 
 
15 
 
 
Figura 1 - Representação esquemática de um sistema híbrido que tem um gerador diesel como fonte 
alternativa de energia elétrica 
O sistema híbrido pode ou não ter um sistema de armazenamento de 
energia. Em geral, o sistema de armazenamento possui autonomia menor ou igual 
a um dia. Estes sistemas são mais complexos e precisam ter um controle 
capacitado para integrar todos os geradores de energia. Atualmente, existem 
muitas configurações, além de métodos de uso de cada fonte de energia. 
Usualmente, os sistemas híbridos são aplicados em situações onde 
possuem cargas em corrente alternada, devendo ser utilizado um inversor. Por 
esse tipo de sistema apresentar uma maior complexidade e multiplicidade de 
opções, a otimização desse tipo de sistema é tema de muitos estudos. 
Uma desvantagem desse tipo de sistema é que quando empregados em 
regiões remotas oferece uma complexidade operacional e de manutenção 
elevada. [1] [2] 
SISTEMAS AUTÔNOMOS (PUROS) 
Um sistema fotovoltaico puro não possui outra forma de geração de 
eletricidade. Como esse tipo de sistema gera eletricidade apenas nas horas de sol, 
os autônomos são compostos por acumuladores para armazenar energia para os 
períodos sem sol, isto é, a noite e\ou em épocas chuvosas ou nubladas, este 
sistema está ilustrado na figura 2. 
 
16 
 
Os acumuladores são produzidos conforme as exigências de uso que o 
sistema deve atender e mudam com as condições climáticas do local de 
implementação. [2] 
 
Figura 2 - Componentes de um sistema fotovoltaico autônomo. Fonte; Unitron - www.unitron.com.br 
SISTEMAS AUTÔNOMOS SEM ARMAZENAMENTO 
Esse tipo de sistema tem a sua funcionalidade durante o período do dia 
que o sol aparece. Um exemplo desse sistema é o de bombeamento de água. As 
bombas que serão utilizadas são calculadas dando atenção a necessidade de água 
e o potencial solar do local a ser implementado. [2] 
SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA 
O sistema fotovoltaico de bombeamento (SBFV) é formado por um 
gerador fotovoltaico ligado diretamente em uma bomba de corrente contínua, e 
em alguns modelos utiliza-se um inversor e/ou um controlador de bomba, além de 
um conjunto motobomba e um reservatório de água, conforme ilustra a figura 3. 
Diferente dos sistemas domiciliares, não é usual o emprego de baterias para 
armazenamento de energia. Nesse tipo de metodologia (SBFV), a água é 
bombeada e guardada em um reservatório, para que em um passo subsequente 
possa ser utilizada. 
O sistema fotovoltaico de bombeamento de água possui três principais 
aplicações: Bombeamento de água residencial; Bombeamento de água para 
pequenas comunidades e Bombeamento de água para consumo animal. [1] 
 
17 
 
 
Figura 3 - Sistema Fotovoltaico de bombeamento de água 
 
SISTEMAS CONECTADOS 
No sistema fotovoltaico conectado à rede de distribuição (SFVCR), 
conhecido também como “on-grid” ou “grid-tie”, não é necessária utilização de 
acumuladores, visto que a energia que é produzida pelo sistema é consumida 
instantaneamente pela carga, ou injetada diretamente na rede elétrica da 
concessionária, para ser utilizada pelos demais consumidores conectados ao 
sistema de distribuição. 
Esse tipo de sistema está cada vez mais sendo aplicado na Europa, China, 
Japão, Estados Unidos, e na atualidade, também no Brasil. A potência nesse 
sistema vai desde poucos kWp (lê-se quilowatts pico), no caso de instalações 
residenciais, até MWp (megawatts pico) em sistemas que operam em empresas ou 
usinas. Os sistemas conectados se diferenciam levando em conta o tipo de 
conexão à rede, que está diretamente ligado a legislação local. [1] 
Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede têm o seu funcionamento 
total apenas no período matutino e vespertino. Porém, usualmente o pico de 
consumo de eletricidade em residências é no período noturno e por isso SFCR 
injeta energia durante o dia, e o consumidor recebe energia da rede da 
concessionária durante à noite. 
A figura 4 mostra um sistema fotovoltaico conectado e os equipamentos 
típicos. 
 
18 
 
 
Figura 4 - Componentes típicos do sistema conectado 
SISTEMAS CONECTADOS COM ARMAZENAMENTO 
É necessário usar baterias (íon de lítio ou chumbo ácidas) para armazenar 
a energia excedente, coletada pelos painéis solares. Dependendo do montante 
armazenado, é possível utilizar esta eletricidade para diversas atividades, como 
gerenciamento do uso da energia (tarifa branca ou hora-sazonal) ou para manter 
os equipamentos funcionando em caso de interrupção do fornecimento de 
energia. 
Um fabricante neste ramo é a Schneider Electric, que lançou 
recentemente a linha XW+ de inversores híbridos (ver figura 5) para aplicações 
tanto em sistemas conectados como em sistemas isolados para formação de rede. 
 
Figura 5 - Sistema XW+ com armazenamento 
 
19 
 
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS A EDIFICAÇÕES 
Os sistemas fotovoltaicos integrados a edificações (SFIE) ou Building 
Integrated Photovoltaics (BIPV) consiste em células solares ou placas, que estão 
integradas na construção de elementos ou materiais como parte da estrutura do 
edifício. Desta forma, eles substituem um elemento de construção convencional, 
conforme ilustra a figura 6. [3] 
 
Figura 6 - Projeto BIPV, Estação de Trem de Perpignan, sul da França - Fonte Wikipédia 
Esse tipo de sistema dispensa a criação de um lugar para a instalação, 
sendo colocados em telhados ou fachadas, acrescentando um diferencial 
arquitetônico para a edificação, que pode ser visto na figura 7. 
 
Figura 7 - Fachada do Museu da Ciência e da Técnica da Catalunha, Espanha. Fonte: Wikipédia 
Quando observamos a viabilidade econômica desse sistema, esbarramos 
no custo, impedindo que o mesmo consiga se desenvolver no Brasil como em 
outras regiões do mundo. [1] 
 
20 
 
REFERÊNCIAS 
[1] PINHO, João Tavares; GALDINO, Marco Antônio (Org.). Manual de Engenharia 
para Sistemas Fotovoltaicos. Rio de Janeiro: CEPEL-CRESESB, 2014. 
[2] RONILSON DI SOUZA. Bluesol Energia Solar. Os sistemas de energia solar 
fotovoltaica. Ribeirão Preto: Bluesol Educacional. Disponível em: <www.blue-
sol.com.br>. Acesso em: 9 jun. 2017. 
[3] PORTAL SOLAR. PAINÉIS SOLARES INTEGRADOS À CONSTRUÇÃO – 
BIPV. 2017. Disponível em: <http://www.portalsolar.com.br/paineis-solares-
integrados-a-construcao---bipv.html>. Acesso em: 10 jun. 2017. 
 
21 
 
3. SISTEMAS CONECTADOS 
INTRODUÇÃO 
É possível listar algumas diferenças entre os projetos de um sistema 
conectado à rede e um sistema isolado. As principais características dos sistemas 
conectados são: 
● Em sistemas conectados à rede não há necessidade de armazenamento de 
energia elétrica; 
● Os sistemas operam obrigatoriamente em CA na mesma frequência e 
tensão da rede local; 
● Quando não há tensão na rede, o sistema fica inoperante mesmo com 
irradiação solar presente; 
● Os inversoresincorporam dispositivos seguidores de potência máxima 
(MPPT); 
● A rede local deve ser capaz de receber a energia elétrica gerada; 
● A qualidade da energia da rede pode comprometer a transferência de 
energia do sistema; 
● O gerador FV pode ser integrado à estrutura de edificações, implicando a 
análise da resistência mecânica e carga máxima admissível, entre outros 
fatores; 
● Em sistemas instalados em ambiente urbano é mais provável a existência 
de perdas por sombreamento, inclusive sombreamento parcial, e 
interferência de superfícies reflexivas próximas; 
● Questões estéticas podem ser determinantes nos projetos, contribuindo 
para a escolha do tipo de módulo e tecnologia das células, bem como do 
posicionamento do painel. 
DEFINIÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA (GD) 
A geração distribuída é conhecida como uma fonte de energia elétrica 
conectada à rede de distribuição ou instalada no próprio consumidor. No Brasil, a 
definição citada acima é orientada pelo Artigo 14º do Decreto Lei nº 5.163/2004: 
“Considera-se geração distribuída toda produção de energia elétrica 
proveniente de agentes concessionários, permissionários ou autorizados (...) 
conectados diretamente no sistema elétrico de distribuição do comprador, exceto 
aquela proveniente de: hidrelétrico com capacidade instalada superior a 30 MW; 
termelétrico, inclusive de cogeração, com eficiência energética inferior a 75%. ” 
(Fonte: Caderno de Recursos Energéticos Distribuídos – FGV Energia). 
 
22 
 
Seguindo, a RN 482/2012 regulamenta como será feito a inserção da 
geração distribuída na matriz energética no território brasileiro a partir de 
condições reguladoras, sendo apresentadas as seguintes definições: 
Microgeração distribuída: Sistemas de geração de energia renovável ou 
cogeração qualificada conectados à rede com potência até 75 kW; 
Minigeração distribuída: Sistemas de geração de energia renovável ou 
cogeração qualificada conectados à rede com potência superior a 75 kW e inferior 
a 5 MW (limite de 3 MW para geração de energia através de fonte hídrica). De 
acordo com a ANEEL, cogeração qualificada é o “atributo concedido a cogeradores 
que atendem os requisitos definidos na Resolução Normativa nº 235 de 
14/11/2006, segundo aspectos de racionalidade energética, para fins de 
participação nas políticas de incentivo à cogeração”. 
A GERAÇÃO DISTRIBUÍDA NO BRASIL 
No Brasil a geração distribuída tem como base um método no qual o 
consumidor após descontado o seu próprio consumo, recebe um crédito na sua 
conta pelo saldo positivo de energia gerada e inserida na rede, sendo esse sistema 
conhecido com sistema de compensação de energia. Sempre que existir esse 
saldo positivo, o consumidor recebe um crédito em energia (em kWh) na próxima 
fatura e terá até 60 meses para utilizá-lo. No entanto, as pessoas que utilizam esse 
tipo de sistema não podem comercializar o montante excedente da energia 
gerada por GD entre eles. A rede elétrica disponível é utilizada como backup 
quando a energia gerada localmente não é suficiente para satisfazer as 
necessidades de demanda, sendo que esse tipo de situação ocorre quando 
geralmente se usa fontes intermitentes de energia, como a solar. 
AS REGRAS DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA – GD 
As regras básicas definidas pela REN 482/2012, aperfeiçoadas pela REN 
687/2015 válidas desde 1º de março de 2016 são: 
● Definição das potências instaladas para micro (até 75 kW) e minigeração 
(maior que 75 kW até 5 MW); 
● Direito a utilização dos créditos por excedente de energia injetada na rede 
em até 60 meses; 
● Possibilidade de utilização da geração e distribuição em cotas de crédito 
para condomínios, geração compartilhada e autoconsumo remoto. A 
geração compartilhada consiste na reunião de consumidores, dentro da 
mesma área de concessão ou permissão, por meio de consórcio ou 
cooperativa, composta por pessoa física ou jurídica, que possua unidade 
consumidora com microgeração ou minigeração distribuída em local 
diferente das unidades consumidoras e o autoconsumo remoto tem o 
 
23 
 
mesmo conceito da geração compartilhada, porém não é uma reunião de 
consumidores, ela é caracterizada por unidades consumidoras de 
titularidade de uma mesma Pessoa Jurídica ou uma Pessoa Física. 
Foram estabelecidos prazos para processos, padronização de formulários 
para solicitação de conexão e definição de responsabilidades atribuídas aos 
clientes, a empresa responsável pela implantação do sistema e a distribuidora; 
Foi possibilitada a forma de autoconsumo remoto onde existe a geração 
em uma unidade e o consumo em outra unidade de mesmo titular; 
Foi possibilitada a geração compartilhada onde um grupo de unidades 
consumidoras são responsáveis por uma única unidade de geração; 
A QUANTIDADE DE SISTEMAS DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA INSTALADOS NO 
BRASIL 
Segundo a ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica), 
o Brasil entrou em 2018 com quase 1,1 gigawatts em instalações fotovoltaicas, 
mais precisamente 935 MW em geração centralizada e 161 MW em geração 
distribuída (aproximadamente 20.000 sistemas instalados). Segundo projeções da 
Empresa de Pesquisa Energética EPE, até 2030 serão instalados 25 GW, divididos 
em 17 GW de geração centralizada e 8,2 GW de geração distribuída. 
No dia 15 de dezembro de 2015, o Ministério de Minas e Energia criou o 
Programa de Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica (ProGD), 
para ampliar e aprofundar as ações de estímulo à geração de energia pelos 
próprios consumidores, com base nas fontes renováveis de energia (em especial a 
solar fotovoltaica). 
O POTENCIAL DE CRESCIMENTO DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA 
A ANEEL prevê 1,23 milhão de sistemas conectados à rede até 2024 (4.577 
MW) e a EPE prevê que serão instalados 78 GWp em sistemas de geração 
distribuída até 2050 com grande destaque para a microgeração residencial. 
MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
O módulo fotovoltaico é constituído por células fotovoltaicas, mostradas 
na figura 1, que utiliza do efeito fotovoltaico para a produção de eletricidade, ou 
seja o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma 
estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. As células 
são ordenadas para que possam ser conectadas e assim sejam capazes de 
produzir uma tensão e corrente suficientes para a utilização da energia, do mesmo 
jeito que essa organização das células as protegem de qualquer situação que 
possa danificá-las. 
 
24 
 
 
Figura 1 - Células fotovoltaicas de diferentes tecnologias. (a) Silício monocristalino; (b) Silício 
policristalino e (c) Silício amorfo. 
No geral, essas células individualmente têm uma tensão entre 0,5 e 0,8V, 
no caso da produzida com Silício. Dessa forma, as células são conectadas em série 
para que produzam uma tensão de um valor adequado para a utilização da 
mesma. As células são também consideradas muito frágeis e por esse motivo 
devem ter uma proteção mecânica e contra mudanças climáticas. 
O número de células conectadas em um módulo, tanto em série quanto 
em paralelo, depende diretamente da tensão que será utilizada e da corrente 
elétrica que se deseja obter, a figura 2 mostra essas configurações possíveis. 
 
Figura 2 - Esquema ilustrativo de (a) três células em série e (b) três células em paralelo. 
No processo de fabricação desses módulos devemos dar importância ao 
tipo de células que serão utilizadas para que seja realizada a união das mesmas, 
devido a suas características elétricas, visto que a incompatibilidade das 
propriedades elétricas pode levar a produção de módulos de baixíssima 
qualidade, devido ao efeito de “descasamento elétrico” (mismatching), já que as 
células de menor corrente limitam o desempenho das outras células e assim a 
eficiência do módulo em geral é reduzida. 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
O módulo fotovoltaico é membro unitário do gerador e de acordo coma 
associação e as características das células, pode adquirir diferentes valores de 
tensão e corrente nominal. Módulos que possuem uma tensão de 18V, que tem 36 
 
25 
 
células em série, são geralmente empregados para carregar baterias e também 
podem ser associados em série para que se possa obter 24V ou 48V em corrente 
contínua, a figura 3 ilustra este tipo de módulo e sua construção típica. Em outros 
tipos de aplicação, são normalmente utilizados módulos com tensões nominais 
diferenciadas, sendo esse valor de tensão variando de 30V até 120V. 
Para a realização do carregamento de baterias de chumbo-ácido de 12V é 
preciso uma tensão de no mínimo 14V, e os módulos precisam produzir 
aproximadamente 16V, pelo fato de ocorrer perdas nos cabos, nas proteções e o 
efeito da temperatura sobre o módulo. Para essa aplicabilidade são usualmente 
utilizados módulos de silício cristalino com 36 células conectadas todas em série, 
que apresenta uma tensão de máxima potência de 18V e como tensão de circuito 
aberto em condições ideais de 21V. 
 
Figura 3 - Componentes básicos do módulo fotovoltaico 
Os módulos que são fabricados com outras tecnologias necessitam da 
utilização de uma quantidade diferente de células conectadas em série para que 
possa atingir essa tensão citada anteriormente. 
Em sistemas conectados à rede e de bombeamento de água, os valores de 
tensão que devem ser atingidos variam consideravelmente e exigem a utilização 
da associação de muitos módulos em série, e é por esse motivo que podemos 
observar uma diversidade de tensões nominais nesse tipo de módulos. 
O mercado exige módulos rígidos ou flexíveis, de acordo com o tipo de 
célula utilizada. Os módulos rígidos, figura 4, usualmente aplicam como base 
mecânica uma ou mais lâminas de vidro temperado, com um baixo teor de ferro, 
para uma melhor transmitância (razão entre a quantidade de luz que atravessa 
um meio e a quantidade de luz que sobre ele incide) à radiação solar. Podem 
também ter uma moldura com perfis de alumínio, que facilita a instalação do 
 
26 
 
painel, ou sem a utilização de molduras, sendo o caso onde os módulos são 
utilizados como parte de uma construção ou revestimento. 
 
Figura 4 - Módulo com célula de silício monocristalino e policristalino, respectivamente. 
Ao contrário das células de silício cristalino, onde primeiro se produz a 
lâmina de silício, depois a célula e finalmente o módulo, nos painéis de filmes finos 
todo o processo está integrado. As células de filmes finos são depositadas sobre o 
vidro, realizando a produção das células e dos módulos em uma única fase. Já os 
módulos flexíveis, o módulo utiliza um substrato de material flexível, que 
usualmente pode ser um polímero ou uma lâmina metálica. Dentre os materiais 
mais usados estão o silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), o disseleneto de cobre e 
índio (CIS) ou disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS) e o telureto de cádmio 
(CdTe), este último mostrado na figura 5. 
 
Figura 5 - Módulo de filme fino, rígido, encapsulamento de vidro-vidro de telureto de cádmio (CdTe) 
 
 
27 
 
Atualmente, os módulos fotovoltaicos são produzidos em lugares 
inteiramente automatizados, evitando a manipulação humana. O aumento da 
fabricação de módulos fotovoltaicos tem ajudado a reduzir os preços e garantir 
uma manutenção de qualidade aos consumidores. 
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
Um módulo é geralmente identificado pela sua potência elétrica de pico 
(Wp), porém, deve ser levado em conta as características que são compatíveis com 
aplicação. Para definir a potência de pico de um módulo fotovoltaico é realizado 
um ensaio nas condições ideais (STC), considerando uma irradiação solar de 1000 
W/m2 sob um espectro de radiação solar padrão para AM 1,5 e temperatura de 
célula de 25 °C, conforme ilustra a figura 6. 
AM é a abreviação para “Air Mass”, ou seja, Massa de Ar e nada mais é do 
que a razão entre o caminho ótico percorrido pelos raios solares ao cruzar a 
atmosfera (SO) e o caminho vertical na direção do zênite (ZO), conforme a equação 
1 abaixo. 
 
 
Figura 6 - Posição relativa do sol para o cálculo da Massa de Ar (AM) 
 
 
Devemos observar que as características elétricas que definem um 
módulo dependem diretamente das condições de temperatura e de irradiação. 
Quando o módulo fica posicionado direcionado para o Sol, a tensão do módulo 
pode ser medida utilizando um voltímetro conectado aos terminais positivos e 
negativos. A tensão que é analisada em um módulo desconectado é a tensão de 
circuito aberto (Voc). Contudo, ao utilizar um amperímetro nos mesmos terminais 
 
28 
 
é medido a corrente de curto-circuito (Isc). No entanto, esses dados não são 
muitos utilizados para se obter conhecimento sobre a potência real do módulo. 
No ensaio mais completo para determinar as características elétricas de 
um módulo fotovoltaico, o módulo é submetido às condições padrões de ensaio e 
se utiliza uma fonte de tensão variável para realizar uma varredura entre a tensão 
negativa de poucos volts (levando em conta a tensão dos terminais do módulo) até 
extrapolar a tensão de circuito aberto do módulo (corrente fica negativa). Durante 
a varredura são armazenados pares de informações de tensão e corrente, 
produzindo uma curva característica como mostrado na figura 7, sendo que para 
cada ponto da curva observada o produto de corrente pela tensão nos dá o dado 
de potência gerada para condições de operação. 
 
Figura 7 – Curva característica I-V e curva de potência P-V para um módulo com potência nominal de 
100Wp. 
Na mesma figura 7 é possível observar uma curva de potência em função 
da tensão, que ajuda a identificar o ponto onde é alcançado a potência máxima. 
Nesse ponto da curva onde se encontra a potência máxima, é determinado valores 
de corrente e tensão especificados, que são chamados de corrente e tensão de 
potência máxima (VMP, IMP), denominado esse ponto de ponto de potência máxima 
(PMP). Dessa forma, podemos definir a potência máxima como o produto da tensão 
de máxima potência (VMP) e a corrente de máxima potência (IMP). 
As informações anteriormente citadas com: PMP, VMP, IMP, Voc e Isc são os 
cinco principais parâmetros que definem o módulo sob determinadas condições 
de radiação, temperatura de operação de célula e massa de ar. O fator de forma 
(FF) do módulo é a grandeza que expressa quando a sua curva característica se 
 
29 
 
aproxima de um retângulo no diagrama, essa forma retangular nos mostra a 
qualidade das células do módulo. 
A definição do FF é mostrada na figura 8. 
A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Definição de fator de forma 
A área hachurada simples condiz com o produto Voc x Isc, ou seja, a 
potência real do módulo (G.Am), sendo G a irradiação solar e Am a área, tendo 
esse valor sempre acima da potência que o módulo pode atingir. A área 
duplamente hachurada representa o produto VMP x IMP, ou seja, PMP, isto é, a 
potência máxima do módulo. 
A equação 2 apresenta o cálculo da eficiência do módulo. Para o módulo 
pelas normas técnicas a área inclui a moldura metálica e qualquer parte 
construtiva do módulo. 
 Eq. 2 
FATORES QUE AFETAM AS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
De forma análoga com o que acontece com a célula fotovoltaica, o 
desempenho do módulo fotovoltaico também é afetado pela irradiância solar e 
pela temperatura das células. 
 
 
30 
 
Efeito da irradiância solar 
Com o aumento da irradiância solar, a corrente elétrica que é produzida 
pelo módulo aumenta consideravelmente. A corrente de curto-circuito possui um 
aumento linear, como observado na figura 9. 
 
Figura 9 – Efeito causado pela variação da irradiância solar sobre a curva característica I-V para um 
módulo fotovoltaico de 36 células de silício cristalino (c-Si) a 25°C. 
Efeito da temperatura 
A incidência diária de radiação solar e a mudançade temperatura 
ambiente desenvolve uma variação de temperatura nas células que constituem o 
módulo. A figura 10, mostra curvas com uma diversidade de temperaturas de 
células, podendo ser observado que há uma queda de tensão significativa com o 
aumento da temperatura da célula. Além disso, a corrente passa por uma elevação 
muito pequena, sendo incapaz de compensar a perda pela diminuição de tensão. 
Para representar o efeito da temperatura nas propriedades dos módulos 
é usualmente utilizado os coeficientes de temperatura definidos abaixo: 
 
Figura 10 - Efeito do aumento de temperatura na curva característica I-V do painel solar. 
 
31 
 
 
Coeficiente (β) de variação da tensão de circuito aberto (Voc) com a 
temperatura: 
Eq. 3 
Onde: 
▪ ∆Voc é a variação da tensão de circuito aberto para uma variação 
de temperatura de célula ∆T. 
▪ Para realizar o cálculo do Voc em uma temperatura pré-
estabelecida, utilizando o coeficiente β, utiliza-se a seguinte 
equação 4: 
 Eq. 4 
Este coeficiente β é negativo e, para os módulos c-Si, um valor típico é de -
2,3 mV/célula.°C ou -0,37%/°C, enquanto que para os de a-Si é de -2,8 mV/célula.°C 
ou -0,32%/°C2. Alguns fabricantes também informam o coeficiente de temperatura 
específico para a VMP, que pode ser denominado βVMP, e que é geralmente maior 
do que o β para o Voc. (PINHO; GALDINO,2014) 
Abaixo segue o coeficiente de variação da corrente de curto-circuito (α): 
 
 Eq. 5 
 
Onde: 
▪ ∆Isc é conhecido como corrente de curto-circuito (Isc) com uma 
variação de temperatura de célula ∆T, podendo ser utilizado a uma 
equação igual à equação 4. 
Este coeficiente α é positivo. Um valor típico para o c-Si é de +0,004 
mA/cm².°C ou +0,01%/°C, e para o a-Si pode atingir +0,013 mA/cm².°C ou +0,1%/°C. 
(PINHO; GALDINO,2014) 
A variação da potência máxima (potência de pico) do módulo fotovoltaico 
de acordo com a temperatura é dada pelo coeficiente (γ): 
 
32 
 
 Eq. 6 
Onde: 
▪ ∆PMP é a variação da potência máxima do módulo de acordo com 
a modificação da temperatura da célula, podendo ser utilizado uma 
equação idêntica à equação 7. 
Este coeficiente γ é negativo e os valores típicos são de -0,5%/°C para 
módulos de c-Si e -0,3%/°C para módulos de a-Si. (PINHO; GALDINO,2014) 
A expressão que será demonstrada abaixo tem como principal objetivo 
utilizar a definição do ponto de máxima potência para encontrar a variação da 
mesma de acordo com a temperatura, utilizando as variáveis IMP e VMP. Para esse 
fim, considere o coeficiente de temperatura (α) para a variável Isc e para a IMP 
iguais, e que o coeficiente de temperatura VMP é βVMP. Sendo que o coeficiente 
deve ser expresso em porcentagem: 
Eq. 7 
Desenvolvendo a expressão, e desprezando o termo de segunda ordem, 
obtém-se: 
 Eq. 8 
Dessa forma podemos escrever uma equação que é capaz de relacionar 
os coeficientes de temperatura da célula fotovoltaica utilizada, além de nos 
permitir achar o coeficiente βVMP caso não seja fornecido pelo fabricante: 
 Eq. 9 
 
Os coeficientes antes demonstrados variam de tecnologia para tecnologia 
da célula. A referência sobre os coeficientes de temperatura de cada célula pode 
ser encontrada nas folhas de dados técnicos fornecidos pelos fabricantes dos 
módulos. Os coeficientes β e γ, quando possuem um número pequeno, pode-se 
observar que a perda de potência do módulo é muito pequena de acordo com a 
temperatura. 
Os módulos que possuem uma menor influência da temperatura na 
potência de pico é o de a-Si, tendo uma redução desprezível em relação aos outros 
módulos. Os módulos de a-Si também possuem uma diferença considerável de 
 
33 
 
fabricante para fabricante nos valores dos coeficientes de temperatura. Para um 
cálculo simplificado da temperatura de operação de um módulo fotovoltaico em 
determinadas condições ambientais pode-se utilizar a seguinte equação 10. 
 Eq. 10 
Onde: 
▪ Tmod (°C) – temperatura do módulo; 
▪ Tamb (°C) – temperatura ambiente; 
▪ G (W/m2) – irradiância incidente sobre o módulo; 
▪ Kt(°C/W.m-2) – coeficiente térmico para o módulo, podendo ser 
adotado o valor padrão de 0,03, se não for conhecido. 
TEMPERATURA NOMINAL DE OPERAÇÃO 
Visto que as condições padrão de ensaio, são geralmente totalmente 
diferentes das condições de operações reais, são definidas temperaturas nominais 
de operação das células nos módulos, sendo que as características elétricas dessa 
forma podem se aproximar das características efetivas. 
Cada módulo fabricado possui uma temperatura nominal para suas 
células, sendo essa variável adquirida a partir da exposição do módulo em 
circuito aberto a uma irradiação de 800W/m2 com temperatura ambiente de 
20°C, além da ação de vento incidente com velocidade de 1m/s. É possível 
também, adquirir essa informação nas folhas de dados técnicos dos módulos 
fotovoltaicos, na qual esse valor é indicado pela sigla NOCT (Nominal Operating 
Cell Temperature) e está entre 40 a 80°C. 
A NOCT é diretamente ligada às propriedades térmicas e ópticas dos 
materiais utilizados na produção do módulo. Por exemplo, quando os módulos 
estudados têm os mesmos coeficientes de temperatura (α, β e γ), o que possuir 
menor NOCT terá um desempenho elevado em relação aos outros em campo, 
visto que o mesmo possuirá perdas muito pequenas relacionadas a temperatura. 
A partir da NOCT informada pelo fabricante, pode-se calcular, com auxílio da 
equação 11, o coeficiente Kt do módulo. 
 Eq. 11 
 
Onde: 
▪ Kt (°C/W.m²) – coeficiente térmico para o módulo; 
 
34 
 
▪ NOCT (°C) – Nominal Operating Cell Temperature do módulo; 
▪ 20 (°C) – temperatura ambiente definida para medida da NOCT; 
▪ 800 (W/m²) – irradiância definida para a medida da NOCT; 
IDENTIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULOS 
As informações julgadas essenciais são normalmente encontradas na 
etiqueta afixada em cada módulo como observado na tabela 1. Dados técnicos 
complementares são encontrados nas folhas de dados ou catálogos técnicos dos 
módulos, como visto na tabela 2. 
Tabela 1 – Dados técnicos que constam na folha de dados do módulo. 
 
 
 
 
 
 
35 
 
Tabela 2 – Dados técnicos que não constam na etiqueta do módulo. 
 
A figura 11 a seguir mostra dados reais de um painel de 36 células de fabricação da 
 Yingli Solar, e a figura 12 mostra dados de um painél de 60 células da Canadian. 
 
 
Figura 11 - Dados reais de painéis de 36 células. Fonte: Yingli Solar 
 
36 
 
 
Figura 12 - Dados reais de painéis de 60 células. Fonte: Canadian 
REGISTRO INMETRO 
Os módulos que são vendidos no Brasil devem ser ensaiados de acordo 
com a RAC do Inmetro e possuir um registro que pode ser consultado na página 
do Inmetro, além de ter uma etiqueta como mostrado na figura 13. 
 
 
Figura 13 – Modelo de etiqueta do Inmetro afixada nos módulos. Adaptado de (INMETRO, 2011). 
 
 
37 
 
A classificação da eficiência energética dos módulos fotovoltaicos (A a E) é 
realizada pelo Inmetro seguindo a eficiência do módulo em condições-padrão de 
teste, como observado na tabela 3. A portaria 004/2011 do Inmetro engloba essa 
questão de etiquetagem da eficiência energética, ela possui como objetivo 
estabelecer os critérios do “Programa de Avaliação da Conformidade” para 
sistemas e equipamentos de energia fotovoltaica, através do mecanismo da 
etiquetagem, para utilização da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia 
(ENCE), atendendo aos requisitos do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), 
visando à eficiência energética e adequado nível de segurança. A ENCE tem como 
propósito informar a eficiência energética e/ou o desempenho térmico de 
sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica, definidos nestes requisitos de 
avaliação de conformidade, segundo normas brasileiras específicas e/ou 
internacionais. 
 
Tabela 3 – Classes de eficiência de módulos fotovoltaicos no Brasil (INMETRO, 
2011)Usualmente a eficiência do módulo é uma característica considerada não 
muito importante no projeto do sistema fotovoltaico, com exclusão dos casos 
onde existe uma limitação da área disponível para realização da instalação do 
painel. 
INVERSORES (adaptado de PINHO; GALDINO, 2014) 
Um inversor é um dispositivo eletrônico que fornece energia elétrica em 
corrente alternada (CA) usando de uma fonte de energia elétrica em corrente 
contínua (CC). A energia CC é proveniente, de baterias, células a combustível ou 
módulos fotovoltaicos. A tensão CA de saída precisa ter amplitude, frequência e 
conteúdo harmônico de acordo com as cargas a serem alimentadas. 
Complementarmente, no caso de sistemas conectados à rede elétrica a tensão de 
saída do inversor deve ser sincronizada com a tensão da rede. 
Há uma grande diferença de tipos de inversores em função das 
propriedades de suas aplicações. Várias vezes eles fazem parte de equipamentos 
maiores, como no caso de UPS (no-breaks) e acionamentos eletrônicos para 
 
38 
 
motores de indução. Para os sistemas fotovoltaicos, os inversores podem ser 
divididos em duas categorias com relação ao tipo de aplicação: SFIs e SFCRs. 
Mesmo que os inversores para SFCRs compartilhem os mesmos princípios gerais 
de funcionamento que os inversores para SFIs, eles contêm propriedades 
específicas para obedecer às exigências das concessionárias de distribuição em 
termos de segurança e qualidade da energia injetada na rede. 
Os inversores modernos usam chaves eletrônicas de estado sólido e o seu 
desenvolvimento está diretamente ligado à evolução da eletrônica de potência, 
tanto em termos de componentes (especialmente semicondutores) quanto das 
topologias de seus circuitos de potência e controle. Diferente dos primeiros 
inversores para uso em sistemas fotovoltaicos que eram apenas adaptações de 
circuitos que já existiam, os circuitos mais modernos são desenvolvidos 
considerando a complexidade e as exigências de sua aplicação específica. Desta 
maneira, no decorrer de poucas décadas, as topologias foram aperfeiçoadas e os 
custos de fabricação reduzidos, enquanto que as eficiências de conversão 
evoluíram até chegar a valores próximos a 99% em alguns inversores para 
conexão à rede elétrica. 
CLASSIFICAÇÃO DOS INVERSORES 
Dependendo do princípio de operação, os inversores podem ser divididos 
em dois grandes grupos: comutados pela rede (comutação natural) e 
autocomutados (comutação forçada). A figura 14, ilustra os casos citados. 
 
Figura 14 – Tipos de inversores classificados com o princípio de funcionamento. 
 
 
39 
 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS CONVERSORES CC-CA 
A figura 15a apresenta o esquema do conversor CC-CA de meia ponte 
para um inversor monofásico. Neste circuito, a inversão da polaridade do sinal é 
conseguida pelo acionamento alternado das chaves S1 e S2 numa frequência fixa, 
que pode ser a frequência de rede elétrica (60 Hz). Como consequência, tem-se 
uma tensão alternada aplicada sobre a carga. A forma do sinal de saída deste tipo 
de conversor é uma onda quadrada, variando de: –Vcc/2 a +Vcc/2 em 60 Hz. 
 
Figura 15 – Inversor de (a) meia ponte e (b) ponte completa monofásica. 
Se ao invés de duas, forem utilizadas quatro chaves, na topologia de 
circuito apresentada na figura 15b, tem-se então um conversor CC-CA de ponte 
completa para um inversor monofásico. Para uma mesma tensão de entrada, o 
conversor de onda completa faz uma saída com o dobro da amplitude do 
conversor de meia ponte, variando de –Vcc a +Vcc. Esta topologia permite várias 
estratégias de funcionamento, dependendo da forma de acionamento das chaves. 
A tensão Vcc representada na figura 15 para alimentação do conversor 
CC-CA, corresponde na verdade ao elo de corrente contínua do inversor. 
Se as chaves forem acionadas aos pares, de forma alternada e 
sincronizada, (S1 e S4, S2 e S3) em uma dada frequência (60 Hz), o sinal de tensão 
resultante na saída do conversor será outra vez uma onda quadrada, como a 
mostrada na figura 16a. Independentemente de ter como vantagem a 
simplicidade, este tipo de acionamento não permite o controle da amplitude nem 
do valor eficaz (RMS) da tensão. 
O uso de um diferente esquema de chaveamento, no qual os pares S1/S4 
e S2/S3 sejam acionados não simultaneamente, mas defasados entre si por um 
determinado ângulo (tempo), causa cancelamentos de tensão em certos intervalos 
do ciclo. O resultado na saída do conversor é a chamada onda quadrada 
modificada, cuja forma de onda está representada na figura 16b. 
Neste caso, a tensão RMS de saída pode ser controlada pelo ângulo de 
defasagem no disparo dos dispositivos de chaveamento e a forma de onda 
 
40 
 
apresenta menor distorção harmônica, tornando-se um pouco mais assemelhada 
a uma senóide. O valor eficaz da componente fundamental (60 Hz) da tensão de 
saída da onda senóide modificada é dado, neste caso, pela equação 12. 
 
 
 
 
 
Figura 16 – Possíveis formas de onda da tensão de saída de um conversor c.c-CA de ponte completa: 
(a) onda quadrada, (b) onda quadrada modificada (c) 3 pulsos e (d) modulação por largura de pulso 
PWM. 
 Eq. 12 
 
 
41 
 
Onde: 
▪ Vrms (V) – tensão eficaz da componente fundamental; 
▪ Vcc (V) – tensão cc da entrada; 
▪ T (s) – período da senóide (1/60); 
▪ tc (s) – período de bloqueio (intervalo entre os pulsos ou tempo 
com tensão zero), cuja variação permite o controle da tensão de 
saída (ver figura 16b). 
As saídas dos inversores de onda quadrada, assim como os de onda 
senoidal modificada, possuem um alto nível de distorção harmônica. A atenuação 
desses harmônicos geralmente é feita através de filtros, que, além de caros, 
complexos e volumosos, normalmente consomem muita potência, prejudicando a 
eficiência do inversor. Por isso, a utilização de inversores de onda quadrada e 
senóide modificada, que são do tipo denominado monopulso, é limitado a 
aplicações em SFIs e, mesmo assim, para alimentação de cargas não críticas. 
A figura 16c mostra, como exemplo, uma hipotética forma de onda com 3 
pulsos por semiciclo. Na prática, nas aplicações nas quais a eficiência na conversão 
e a qualidade da energia são fatores determinantes, são utilizados os inversores 
multipulsos, com formas de onda como a mostrada na figura 16d com 14 pulsos 
por semiciclo. 
Nos conversores CC-CA de inversores modernos, a estratégia de controle 
mais usada é a PWM. Apesar de existirem vários esquemas PWM, todos eles 
baseiam-se no acionamento dos dispositivos de chaveamento a uma frequência 
constante (dezenas ou centenas de kHz), porém com um ciclo de trabalho (razão 
entre o tempo de condução e o período) variando durante o semiciclo 
proporcionalmente ao valor instantâneo de um sinal de referência. Iniciando com 
pulsos estreitos quando a amplitude da senóide de referência é baixa e, 
naturalmente, os pulsos vão se alargando conforme o valor instantâneo da 
senóide de referência aumenta. 
A figura 17 explica detalhadamente a implementação de uma das 
possíveis estratégias de PWM, chamada chaveamento bipolar. Na figura 17a 
observa-se que o controle do chaveamento é feito pela comparação de uma 
tensão de referência (Vcaref), que é uma senóide na frequência da rede (60 Hz), 
com um sinal triangular (Vtri) de frequência muito superior, ambas geradas 
internamente no conversor CC-CA As duas formas de onda podem ou não ser 
sincronizadas e as relações entre suas freqüências e amplitudes controlam os 
parâmetros da saída. Quando a tensão de referência tem valor superior à onda 
triangular, então são postas em condução as chaves S1/S4, enquanto que S2/S3 
permanecem em bloqueio, aplicando assim uma tensão positiva (+Vcc) na carga. 
 
42 
 
Nos momentos em que a tensão de referência é inferior à da onda triangular, os 
estados das chaves são invertidos e a carga recebe tensão negativa. 
 
 
Figura 17 – Estratégia de controle PWM paraum conversor CC-CA – tensões de controle VcaREF e Vtri(a) 
e tensão na saída Vcarga (b). 
Depois de uma filtragem adicional com filtro passa-baixa para retirar as 
componentes harmônicas de alta frequência, o sinal de saída é praticamente 
senoidal. 
Além de baixa THD, os inversores PWM também possuem elevada 
eficiência e uma excepcional regulação da tensão de saída. Esses dispositivos são 
indicados para equipamentos eletrônicos sensíveis. Comparados com inversores 
de onda quadrada, tem custo mais elevado como resultado da maior 
complexidade dos circuitos. 
CARACTERÍSTICAS DOS INVERSORES 
A forma da onda usualmente indica a qualidade e o custo do inversor. 
Conforme visto anteriormente, ela depende do método de conversão e filtragem 
utilizado para acabar com os harmônicos indesejáveis resultantes da conversão. 
Outro aspecto que determina a qualidade dos inversores é a sua eficiência 
de conversão. Nos inversores a eficiência não é constante e seu valor depende da 
potência demandada pelos equipamentos de consumo (carga), e também de seu 
fator de potência. Os fabricantes costumam anunciar a eficiência na carga 
nominal, mas nem sempre enfatizam o fato de que sob cargas parciais seus 
dispositivos apresentam baixas eficiências. Para os usuários de sistemas com 
 
43 
 
necessidades variáveis de potência, altas eficiências em cargas parciais são 
importantes. 
Um parâmetro importante a ser considerado em um inversor para SFI, 
especialmente para sistemas tipo SIGFI, é a potência que o dispositivo consome 
em condições de espera (standby). A economia de energia em modo de espera 
pode diminuir a capacidade de geração fotovoltaica necessária na etapa de 
dimensionamento do projeto e, como consequência, reduzir o custo de aquisição 
do sistema com um todo. O valor máximo de corrente de autoconsumo de 
inversores para SFIs admitido no RAC para ensaio do Inmetro é de 3% da corrente 
consumida em carga nominal, em toda a faixa de tensão de entrada. 
Alguns inversores, seja para SFIs ou para SFCRs, podem ter limitações de 
potência quando em operação em temperaturas ambientes elevados. 
Outra característica primordial é de que um inversor para SFIs deve 
tolerar surtos de corrente que acontecem, por exemplo, na partida de motores 
elétricos, os quais podem exigir valores mais de 10 vezes superiores à corrente 
nominal do motor em curtos períodos de tempo, antes de entrar em regime 
normal de trabalho. Alguns modelos de inversores conseguem tolerar altas 
potências de surto, como por exemplo duas vezes a potência nominal em 1 
minuto ou três vezes a potência nominal em 5 segundos. A potência de surto 
suportada pelo equipamento varia inversamente com o tempo de duração do 
surto. 
Exemplificando, a tabela 4 abaixo mostra as especificações reais de um 
certo equipamento de potência nominal de 5.000 W, em relação a potência de 
surto e temperatura de operação, extraídas das folha de dados técnicos do 
fabricante. 
 
Tabela 4 – Exemplo de especificações de potência de pico e de limitações térmicas da potência de um 
inversor. 
Alguns modelos de inversores para SFIs permitem a operação em paralelo 
de mais de uma unidade e/ou podem ser integrados para criar circuitos bifásicos 
ou trifásicos. 
Para especificar um inversor é necessário primeiro considerar qual é o 
tipo de inversor: inversor de bateria, para SFI, ou inversor para SFCR. Os 
parâmetros a serem especificados são: a tensão de entrada CC e a tensão de saída 
CA, faixa de variação de tensão aceitável, potência nominal, potência de surto, 
frequência, forma de onda e distorção harmônica (THD), grau IP de proteção, 
 
44 
 
temperatura ambiente e umidade do local da instalação além das certificações e 
tempo de garantia desejados. 
As características a serem observadas nas especificações de um inversor 
fotovoltaico são apresentadas a seguir: 
▪ Forma de onda e Distorção harmônica: a forma de onda da tensão CA 
produzida deve ser a senoidal pura. A distorção harmônica total (THD) 
precisa ser inferior a 5% em qualquer potência nominal de operação. 
▪ Eficiência na conversão de potência: a eficiência é a relação entre a 
potência de saída e a potência de entrada do inversor. Nas especificações 
fornecidas pelos fabricantes há referência, usualmente, apenas à eficiência 
máxima. Entretanto, deve-se ter em conta que as variações na potência de 
entrada e saída, o fator de potência da carga, e outros fatores influenciam 
negativamente na eficiência do inversor. A eficiência dos inversores varia, 
geralmente, na faixa de 50 a 95 %, podendo diminuir quando estão 
funcionando abaixo da sua potência nominal. Quando operando alguns 
motores, a eficiência real pode ser inferior a 50 %. Na figura 18 são 
mostradas algumas curvas de eficiência de inversores para uso em SFIs. 
Segundo os critérios especificados no RAC para ensaios de equipamentos 
fotovoltaicos do Inmetro (INMETRO, 2011), a eficiência do inversor isolado 
deverá ser superior a 80% na faixa de operação entre 10% e 50% da potência 
nominal e igual ou superior a 85% na faixa entre 50% e 100% da potência 
nominal. Atualmente, tem-se no mercado inversores que apresentam 
eficiências bastante altas, o que permite especificações de níveis superiores a 
pelo menos 85 e 90%, respectivamente. (PINHO; GALDINO, 2014) 
 
 
45 
 
Figura 18 – Curvas de eficiência para cargas resistivas de alguns inversores para uso em sistemas 
fotovoltaicos isolados. 
 
▪ Potência nominal de saída: indica a potência que o inversor pode prover à 
carga em regime contínuo. Num sistema isolado, o inversor deve ser 
especificado para fornecer uma potência sempre superior às necessidades 
máximas das cargas conectadas, considerando um aumento momentâneo 
da demanda de potência. Para sistemas isolados tipo SIGFI é recomendável 
escolher uma potência nominal que seja próxima à potência total necessária 
para alimentar as cargas e que esteja próxima a uma das classificações 
citadas na RN 493/2012 (ANEEL, 2012a). Para aplicação em MIGDIs 
recomenda-se utilizar um fator de diversidade que será tanto maior quanto 
menor for o número de unidades consumidoras a serem atendidas. Para os 
SFCRs, a potência do inversor está associada à potência do painel 
fotovoltaico utilizado. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Potência de surto: indica a capacidade do inversor em exceder sua potência 
nominal por certo período de tempo. Aplica-se somente aos inversores para 
sistemas isolados. Deve-se determinar as necessidades de surtos para cargas 
específicas. Como já citado anteriormente, algumas cargas CA, quando 
acionadas, necessitam de uma corrente elevada de partida por um curto 
período, para entrarem em operação. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Taxa de utilização: é o número de horas que o inversor poderá fornecer 
energia operando com potência nominal. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Tensão de entrada: é a tensão CC do inversor. Conforme já mencionado, os 
valores mais utilizados em SFIs no Brasil são 12V, 24V e 48 V, normalmente 
fornecidos por baterias, e devem ser compatíveis com os requisitos de 
entrada do inversor. A tensão de entrada do inversor deve ser especificada 
tanto maior quanto maior for a potência demandada pelas cargas ao sistema 
fotovoltaico, a fim de se manter as correntes CC em níveis aceitáveis. Quando 
a bateria se descarrega e a tensão CC do sistema cai abaixo de um valor 
mínimo especificado, o inversor pode ser capaz de desconectar a carga 
automaticamente, fazendo a função LVD do controlador de carga. Nos 
 
46 
 
inversores para SFCRs, os requisitos relacionados à tensão de entrada do 
inversor devem ser sempre atendidos pela associação em série/paralelo de 
módulos. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Tensão de saída: é regulada na maioria dos inversores, e sua escolha nos 
sistemas isolados depende da tensão de operação das cargas. No Brasil, 
dependendo da região ou cidade são usados os valores de 127ou 220 V, 
sempre na frequência de 60 Hz. A regulamentação Aneel exige que os 
inversores para SIGFIs operem na tensão de distribuição adotada na região. 
Quanto aos inversores para SFCRs, a regulamentação específica que devem 
operar em BT para potências de até 75 kW, enquanto que para potências 
superiores até 1MW, a injeção deverá ser feita na MT de distribuição (13,8kV). 
(PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Regulação de tensão: indica a variação de amplitude permitida na tensão de 
saída CA Os melhores inversores produzem uma tensão de saída 
praticamente constante para uma ampla faixa de cargas. As variações na 
tensão de saída devem estar de acordo com os limites estabelecidos pela 
Aneel-PRODIST e devem considerar a queda de tensão no circuito de 
distribuição de energia. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Frequência da tensão de saída: indica a frequência da tensão CA de saída 
do inversor. Os aparelhos elétricos convencionais usados como cargas CA no 
Brasil são fabricados para operar na frequência de 60Hz. Alguns tipos de 
equipamentos, como relógios e timers eletrônicos, necessitam de uma 
cuidadosa regulagem de frequência para não apresentarem perda de 
desempenho, o que deve ser atendido pelos inversores em SFIs. (PINHO; 
GALDINO, 2014) 
▪ Fator de potência: as cargas mais comuns, em sistemas residenciais, são 
indutivas com o fator de potência podendo chegar a 0,5. Os melhores 
inversores são projetados para compensarem as cargas indutivas e 
manterem o fator de potência próximo de 1, o que maximiza a transferência 
de potência para a carga. É desejável que a carga tenha um fator de potência 
elevado, uma vez que isto reduz a corrente necessária para qualquer nível de 
 
47 
 
potência. O inversor deve ter um fator de potência nominal compatível com 
o fator de potência desejado para as cargas. Se os fatores de potência das 
cargas não forem incluídos em suas especificações, eles poderão ser obtidos 
do fabricante. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Consumo de potência sem carga (consumo permanente, autoconsumo, 
consumo em standby): é a quantidade de potência que o inversor utiliza, 
mesmo quando nenhuma carga está sendo alimentada. Para reduzir o 
autoconsumo, alguns inversores monitoram continuamente a sua saída, 
detectando se alguma carga está sendo usada e passam a operar 
efetivamente apenas a partir do momento em que uma carga é detectada. 
(PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Modularidade: em alguns sistemas, o uso de múltiplos inversores é muito 
vantajoso. Alguns modelos de inversores podem ser conectados em paralelo 
para operarem diferentes cargas. Algumas vezes é fornecido um 
chaveamento de carga manual para permitir que o inversor possa atender às 
cargas críticas em caso de falha. Esta característica aumenta a confiabilidade 
do sistema. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Temperatura e umidade do ambiente: Devem ser citadas a temperatura 
ambiente máxima do local da instalação na qual se requer a potência 
nominal do inversor, pois a temperatura de operação do mesmo afeta sua 
eficiência. Deve ser sempre especificada dissipação de calor por convecção 
natural (sem partes móveis, como ventoinhas, pois estas, além de 
consumirem energia, requerem maior manutenção), e o local de instalação 
deve possuir ventilação adequada. Além disso, deve também ser citada a 
umidade relativa do ambiente e solicitada proteção adequada quanto a este 
quesito (por exemplo, isolamento de resina do circuito eletrônico). (PINHO; 
GALDINO, 2014) 
▪ Compatibilidade eletromagnética: uma vez que efetuam chaveamento em 
alta frequência, os inversores podem ser elementos geradores de 
interferência eletromagnética capaz de prejudicar outros equipamentos 
eletrônicos e, principalmente, de telecomunicações. Os inversores para 
 
48 
 
SFCRs dotados do selo CE mantém (filtragem, blindagem) os níveis de 
emissões abaixo dos valores máximos estabelecidos pelas normas europeias 
de EMC. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Grau de proteção: O grau de proteção IP (Ingress Protection) classifica e 
avalia o grau de proteção de pessoas contra o contato a partes energizadas 
sem isolamento; de proteção contra o contato as partes móveis no interior 
do invólucro e proteção contra a entrada de corpos estranhos (Incluindo 
partes do corpo como mãos e dedos) e o grau de proteção contra entrada de 
poeira e contato acidental com água em carcaças mecânicas e invólucros 
elétricos. O grau de proteção IP a ser especificado varia de acordo com o 
ambiente onde o inversor será instalado, se abrigado ou não. Normalmente, 
para ambientes desabrigados se estabelece IP54 ou melhor e para 
ambientes abrigados IP20 ou melhor. (PINHO; GALDINO, 2014) 
▪ Proteções: As principais proteções apresentadas pelos inversores para 
sistemas fotovoltaicos isolados são: 
▪ Sobretensão na entrada CC: um inversor pode ser danificado se o 
nível de tensão de entrada (CC) for excedido. A maioria dos inversores 
têm sensores que o desconectam da bateria se os limites de tensão 
especificados forem excedidos. 
▪ Inversão de polaridade na entrada CC 
▪ Curto circuito na saída CA 
▪ Sobrecargas e elevação de temperatura: recomenda-se incluir 
controles capazes de desligar a unidade, para impedir danos, se as 
cargas impostas ao inversor excederem sua capacidade máxima ou se 
a temperatura de operação do inversor exceder o seu limite. É 
recomendável que a proteção seja eletrônica e que tente reenergizar o 
sistema algumas vezes antes de desligar o inversor definitivamente 
(neste caso é necessária uma religação manual). Isto evita que o 
sistema fique desligado devido a problemas transitórios. (PINHO; 
GALDINO, 2014) 
 
 
49 
 
INVERSORES PARA SISTEMAS CONECTADOS À REDE 
Uma possível classificação de tipos de inversores para SFCRs é a 
apresentada a seguir. 
Inversores Centrais 
Inversores trifásicos de grande porte, com potência numa faixa que vai de 
centenas de kWp até MWp, utilizados em Usinas Fotovoltaicas (UFVs), conforme 
ilustrado na figura 19. (PINHO; GALDINO, 2014) 
 
Figura 19 - Diagrama de Inversores Centrais 
Inversores Multistring 
Inversores trifásicos ou monofásicos dotados de várias entradas 
independentes de MPPT’s para conexão de strings de módulos, ver figura 20. São 
adequados a instalações urbanas (telhados, fachadas) nas quais cada string pode 
estar submetida a diferentes condições de irradiância e/ou sombreamento. Tem 
potência na faixa de dezenas de kWp. (PINHO; GALDINO, 2014) 
 
Figura 20 - Inversor com Múltiplos MPPTs 
Inversores de String 
 
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inversores monofásicos dotados de apenas uma entrada MPPT, 
adequados a instalações de microgeração (até 15kWp), conforme figura 21. 
(PINHO; GALDINO, 2014) 
 
Figura 21 - Inversor com único MPPT 
Microinversores (Módulo CA) 
O módulo fotovoltaico CA é constituído por um conjunto integrado 
módulo/inversor, cujos terminais de interface são unicamente CA, sem acesso ao 
lado CC. Podem ser conectados em paralelo (ver figura 22) para aumento da 
potência e são direcionados a instalações de pequeno porte (micro e minigeração 
distribuída). (PINHO; GALDINO, 2014) 
 Dentre as vantagens do microinversor pode-se citar: 
● Sistema modular a partir de 1 painel 
● Otimização e monitoramento individual dos painéis 
● Maior segurança em Corrente Alternada (AC) 
● Facilidade de projeto e dimensionamento 
● Flexibilidade em caso de manutenção 
 
 
Figura 22 - Microinversor ou Módulo CA 
 
 
51 
 
EFICIÊNCIA DOS INVERSORES 
Os inversores para SFCRs normalmente efetuam MPPT em suas entradas 
CC como uma forma de eficientização. 
A eficiência de um inversor para conexão à rede pode ser expressa pela 
equação 13, equação 14 e equação 15. 
 
 
 
Onde: 
▪ PCC (W) – potência instantânea c.c na entrada do inversor; 
▪ PCA (W) – potência instantânea c.a na saída do inversor; 
▪ PMP (W) – potência instantânea máxima do painel fotovoltaico nas condições 
de temperatura e irradiância vigentes;