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Antes de falarmos do transformadores para os Sistemas de Energia Solar Fotovoltaico (FV), vamos revisar o sistema elétrico brasileiro. Nosso sistema é dividido em 3 partes principais, são elas: Geração, Transmissão e Distribuição, figura 01.

Sistema Elétrico de Potência

As usinas são responsáveis pela produção de energia, a maior parte das usinas brasileiras, estão muito distantes dos centros consumidores de energia, necessitando por sua vez de de longos sistemas de transmissão.

          O sistema de transmissão  tem a função de transportar energia gerada pelas usinas até as os  centros consumidores, esse transporte é feito por linhas de transmissão de alta potência, usando corrente alternada em niveis de tensão elevados ( 69kV,138 kV, 230 kV, 500kV) para minimizar as perdas devido a distância.

Já a rede de distribuição de energia elétrica é um segmento do sistema elétrico, composto pelas redes elétricas primárias (média tensão), e as secundárias (baixa tensão). As “tensões secundárias” são aquelas usadas para atendimento à residências, comércios e pequenas indústrias. No Brasil, há diversas tensões nominais secundárias de distribuição, conforme a tabela 01.

Tabela – 1 – Níveis de Tensão nos Estados Brasileiros

Estados Tensão Entre Fase – Fase / Fase – Neutro
Acre 220 V / 127 V
Alagoas 380 V / 220 V
Amapá 220 V / 127 V
Amazonas 220 V / 127 V
Bahia 380V / 220 V  – 220 V/ 127 V
Ceará 380 V / 220 V
Distrito Federal 380 V / 220 V
Espírito Santo 220 V / 127 V
Goiás 380 V / 220 V
Maranhão 380 V / 220 V
Mato Grosso 220 V / 127 V
Mato Grosso do Sul 220 V / 127 V
Minas Gerais 220 V / 127 V
Pará 220 V / 127 V
Paraiba 380 V / 220 V
Paraná 220 V / 127 V
Pernambuco 380 V / 220 V
Piauí 380 V / 220 V
Rio de Janeiro 220 V / 127 V
Rio Grande do Norte 380 V / 220 V
Rio Grande do Sul 380 V / 220 V
Rondônia 220 V / 127 V
Santa Catarina 380 V / 220 V
São Paulo 220 V / 127 V
Sergipe 380 V / 220 V
Tocantins 380 V / 220 V

Como podemos observar na tabela 01, cada estado e/ou concessionaria de energia adota um nivel de tensão diferente, tensão essa  entre fase-fase e fase-neutro. Isso quer dizer que em algumas cidades brasileiras faz-se necessario  o uso de um transformador para adequar os niveis de tensão da rede eletrica com os eletrodomesticos, motores, inversores, entre outros equipamentos.

            Tomamos como exemplo o caso de João, morador do estado de Sergipe, cidade de Aracaju, onde a tensão entre fases é 380 V e entre Fase e Neutro 220 V.  Os eletrodomesticos da casa de João operam em duas tensões diferentes, os de maiores potência, como : bomba da piscina ( 5 400 W), condicionadores de ar ( 7 000 W) e o motor da banheira de hidromassagem; são ligados em 380 V por consumirem uma alta potência da rede elétrica, com objetivo de trabalhar com uma corrente menor. Conforme a figura 2.

Figura  2 –  Tensão Casa de João

João foi se mudou para a cidade de Belo Horizonte e quando tentou ligar seus aparelhos percebeu que  tensão da rede elétrica é diferente da cidade de Aracaju. No estado de Minas Gerais tensão entre Fase e Fase – 220 V e Fase e Neutro 127 V. João ligou para um amigo que lhe sugeriu a compra de um transformador 330 V/ 220 V para que ele possa ligar seus eletrodomesticos no estado de Minas Gerais.


Figura  3 – Tensão Casa de João Minas Gerais

Assim como os equipamentos  da casa de João, os inversores utilizados nos sistemas de energia solar fotovoltaica,  também operam em diferentes niveis de tensão. Eles seguem a mesma logica dos equipamentos de João, quando a potência atinge niveis elevados, ou seja, superior a 10 kW, comumente, esses inversores trabalham com o nivel de tensão de 380 V. Como vimos na tabela 1,  13 estados brasileiros, possuem tensão entre fases 220 V e entre fase-neutro  127 V. Sendo assim, para ligarmos inversores com potência acima de 10 kW nesses estados, também devemos fazer o uso de transformadores. Na figura 04 temos diferentes niveis de tensão e potência dos inversores do fabricante ABB. Podemos observar que para pequenas potências, abaixo de 10 kW, a tensão do inversor  é de 220 V, podendo ser ligado sem o auxilio do transformador. Podemos observar também que para potências maiores que 10 kW a tensão de trabalho do inversor é 380 V, necessitando do uso de um transformador 220V/380V.

Figura 4 – Inversores ABB

O valor de referência de potência de 10 kW não é regra, já que não existe nenhuma resolução normativa ou orgão normatizador  que exigem que acima de 10 kW os inversores operem em 380 V ou 220 V. Podemos observar na figura 05 os inversores da marca Fronius, esse fabricante por sua vez disponibiliza inversores de 15 kW com com tensão de operação 220 V.

Figura 05 – Inversores do Fabricante Fronius

Na figura 06 podemos observar o fabricante Alemão SMA, os valores são similares aos utilizados pelos fabricantes ABB e Fronius. O fabricante PHB possui dois inversores de maior potência que operam de 220 V, são eles : PHB20K-DT e PHB25K-DT, com potência de 20kW e 25kW.

Figura 06 – Inversores do Fabricante SMA

Figura 07 – Inversores do Fabricante PHB

Tabela – 2 Resumo da Potência dos Inversores

Inversor Potência 220V Potência 380 V
ABB Até 6 kW De 10 a 100 KW
Fronius Até 10 kW * De 12,5 kW a 27 kW
SMA Até 5 kW De 10 kW a 75 KW
PHB Até 10 kW** De  10 kW a 50 kW

*O fabricante Fronius possui um modelo de inversor de 15 kW em 220 V

** O fabricante PHB possui um modelo de inversor de 20 kW e 25 kW em 220 V

Podemos concluir que não temos um padrão na tensão elétrica dos estados brasileiros  nem na tensão de saida dos inversores, isso causa uma enorme confusão na cabeça dos integradores  e também dos consumidores finais, como foi o caso de João.

Ao projetar um sistema de energia solar fotovoltaica todo integrador deve se atentar as caracteristicas da rede elétrica local e dos inversores, para prever ou não o uso do transformador, evitando assim surpressas na obra.

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