Com o crescente interesse em energia solar e soluções de energia de reserva, muitos proprietários de residências e empresas estão se perguntando: como funcionam os inversores? A maioria dos sistemas elétricos modernos, especialmente os sistemas de energia solar, as fontes de alimentação ininterrupta (UPS) e as aplicações em sistemas móveis utilizam inversores. Esta postagem do blog destaca o funcionamento fundamental, os diferentes tipos de inversores e seus princípios operacionais para a conversão de energia a fim de garantir que nossas máquinas operem sem problemas. Portanto, leia até o fim.

O que é um inversor e por que isso é importante?

Um inversor é um circuito elétrico que converte corrente contínua (CC), geralmente gerada por baterias ou painéis solares, em corrente alternada (CA), o tipo comum de eletricidade consumida por residências e empresas.

A diferença entre as correntes CC e CA é que a CA é alternada e a CC é unidirecional. A maioria dos aparelhos e equipamentos usados em casa é alimentada por corrente alternada. Assim, os inversores permitem a utilização de fontes de energia armazenadas ou geradas (como a solar) em aplicações diárias.

Como os inversores funcionam - o processo básico

Para responder como os inversores funcionam, vamos dividi-los em etapas simples:

• Entrada CC: Essa é a entrada de energia elétrica no inversor na forma de energia CC (bateria ou painel solar).
• Circuito de oscilação: Aqui, o interruptor é feito para alternar muito rapidamente (oscilar) para imitar os efeitos da CA.
• Estágio do transformador: A potência é amplificada ou reduzida, dependendo das necessidades do dispositivo.
• Filtragem Capacitores e filtros são usados para reduzir o limite da onda, de modo que ela possa se aproximar da CA com qualidade de rede.
• Saída CA: A última corrente alternada é fornecida aos seus aparelhos.
• Circuitos do inversor, composto por transistores, diodos, capacitores e transformadores para regular o controle de tensão, regem esse processo.

Quais são as Tipos de inversores?

INVERSORES Há muitos tipos de inversores, dependendo das diferentes aplicações:

1. Inversor de onda senoidal pura

• Gera eletricidade como a rede elétrica
• Ele é perfeito para o uso com eletrônicos delicados, como TVs, laptops e dispositivos médicos.
• Mais caro, porém mais confiável

2. Inversor senoidal modificado

• Forma de onda de saída mais fácil (ondas quadradas em degraus)
• Ele se encaixa em equipamentos simples, como ventiladores e luzes
• Menos eficiente, mas mais barato

3. Inversor de onda quadrada

• Design mais econômico e fácil
• Baixa capacidade de trabalhar com novos dispositivos
• Obsoleto em um mercado contemporâneo

Quando se tem um sistema de inversor solar, o melhor tipo de inversor é o inversor senoidal puro, pois ele pode ser compatível com muitos tipos de eletrônicos.

Envolvimento de inversores em sistemas solares

O inversor solar é um dos elementos mais importantes de um sistema fotovoltaico (PV).

Principais funções:

• Transforma a energia CC do painel solar em energia CA utilizável
• Funciona em sincronia com a rede elétrica ou de forma autônoma
• Ajuda a rastrear a saída do sistema e a integridade do sistema

A AIE estima que a energia solar fotovoltaica contribuirá com quase um quinto da eletricidade mundial até 2050, o que aumenta ainda mais o valor de mercado dos inversores solares na transição para a energia limpa.

Componentes principais do circuito do inversor e suas operações

Um circuito inversor comum tem vários componentes principais:

• Oscilador: Conversor de sinais de CC para pulsação
• Interruptores (MOSFETs ou IGBTs): Regulagem do fluxo de corrente
• Transformador: altera o nível de tensão
• Capacitores e filtros: Harmonizar a onda CA: A onda de saída CA pode ser suavizada por capacitores e filtros.

O desempenho do inversor como um todo e a saída de calor são definidos pela eficiência desses circuitos. A eficiência dos inversores mais recentes é de 90%-98 %, em um projeto dependente ou independente da carga.

Conversão de CC para CA em profundidade

O desempenho da conversão de CC para CA é a principal tarefa de um inversor.

The Way It Happens:

• Um método simples de formar uma onda CA de aparência suave é o uso da modulação por largura de pulso (PWM).
• O inversor liga ou desliga a tensão CC para altas frequências, formando uma forma de onda quadrada.
• Os filtros suavizam isso em uma forma de onda semelhante a uma onda senoidal.
• Eletricidade CA, que pode alimentar dispositivos com segurança.

Essa transformação é indispensável em inversores de energia para carros, bem como em sistemas de inversores solares fora da rede.

Uso de inversores na vida

• A energia solar não é a única fonte. Elas estão em toda parte:
• Energia de backup residencial - sistemas UPS para computadores e roteadores
• Veículos elétricos (EVs) - Os inversores controlam a velocidade e o torque dos motores
• Energia renovável - É aplicada em moinhos de vento e projetos solares.
• Máquinas industriais - Controlador de motor CA e controle de acionamento
• Aplicativos móveis, barcos e sistemas de emergência

Entender como os inversores funcionam ajuda os usuários a escolher o inversor certo para aplicações específicas, seja um inversor solar de ponta ou uma unidade móvel compacta.

Tendências futuras da tecnologia de inversores

Há uma rápida adoção da tecnologia de inversores. Isso é o que você pode esperar:

• Inversores inteligentes: Os inversores inteligentes podem ser acoplados à Internet das Coisas e monitorados remotamente
• Maior eficiência - Os modelos mais novos >98%
• Inversores bidirecionais- Eles são usados na exportação de energia solar em sistemas ligados à rede.
• Monitoramento em tempo real Monitoramento com tecnologia de IA - Determinar a falha com antecedência para maximizar a produção
• Sistemas híbridos de inversores - Histórico Os sistemas híbridos de inversores combinam o armazenamento da bateria com a energia solar ou a rede elétrica.

Esses desenvolvimentos provavelmente farão com que a necessidade de circuitos avançados de inversores aumente constantemente na próxima década.

Conclusão

Então, como os inversores funcionam? Simplesmente, eles são o intermediário entre a energia CC armazenada ou renovável e o mundo em que vivemos, que é alimentado por CA. Sua capacidade de converter eficientemente CC em CA os torna ideais para fornecer energia sustentável, sistemas de backup e independência fora da rede.

Você pode querer alimentar sua casa com energia solar ou fornecer tempo de atividade para equipamentos eletrônicos essenciais, e o conhecimento do circuito do inversor e a escolha do inversor desempenham um papel fundamental.

Perguntas frequentes (FAQs)

Q1. Como funciona um inversor?

Um inversor transforma a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), o que permite que os aparelhos e eletrodomésticos funcionem com energia da bateria ou energia solar.

Q2. Qual é a diferença entre um inversor solar e um inversor comum?

Sim. Os inversores solares são construídos especificamente para acomodar a saída variável do painel solar, e muitos são interconectados com outros sistemas de armazenamento de bateria ou de rede.

Q3. Qual é a eficácia da conversão de CA para CC?

A eficiência de conversão da maioria dos inversores de corrente varia entre 90 e 98%, dependendo da qualidade e da carga.

Q4. Que tipo de inversor deve ser usado em residências?

Os inversores de onda senoidal simples são adequados para equipamentos domésticos, especialmente componentes eletrônicos sensíveis.

Q5. É possível operar um inversor sem uma bateria?

Sim, em aplicações solares ligadas à rede, ou quando ligadas diretamente a uma fonte de energia CC, como uma matriz solar, os inversores podem ser usados sem baterias.