A forma mais fácil de escolher o inversor errado é tratar on-grid, off-grid e híbrido como três níveis do mesmo produto. É melhor entendê-los como respostas a uma pergunta mais básica: que papel deve desempenhar a rede elétrica pública? Um sistema ligado a uma rede fiável pode apoiar-se nessa rede tanto como referência elétrica como fonte de energia quando a geração local é insuficiente. Um sistema que deve continuar a alimentar cargas durante uma falha tem de manter uma alimentação local depois de a rede desaparecer. Um local sem ligação à rede tem de manter a sua própria alimentação local como operação normal. São tarefas operacionais diferentes, e a categoria do inversor deve seguir a tarefa, não o rótulo.No caso residencial básico, um inversor on-grid funciona normalmente com a rede disponível. O U.S. Department of Energy descreve os inversores tradicionais grid-following como utilizando um sinal externo da rede como referência para a forma de onda AC que produzem. Durante a operação normal, o solar no telhado pode servir a procura local, enquanto a casa permanece ligada à rede para equilibrar oferta e carga quando a produção solar é insuficiente. Quando a geração excede o consumo local, o excedente pode ser enviado para a rede. (energy.gov) Se essa energia exportada gera pagamento ou crédito na fatura depende das políticas e práticas da empresa elétrica local e do estado. (energy.gov) Os inversores domésticos podem atravessar perturbações limitadas de tensão ou frequência, mas desligam-se quando as condições da rede se afastam suficientemente da sua faixa permitida. É por isso que painéis a produzir energia ao meio-dia não garantem, por si só, eletricidade utilizável durante um apagão. (energy.gov)
O backup muda a tarefa operacional
Acrescente a exigência de que o frigorífico, as luzes, a ligação à internet ou outras cargas essenciais continuem a funcionar durante uma falha da rede, e o problema de seleção muda. O local continua ligado à rede na maior parte do tempo, mas o sistema de inversor passa a ter de suportar um segundo estado. Com a rede disponível, opera em conjunto com ela. Quando a rede está indisponível, a parte com backup da instalação tem de operar como uma ilha intencional, separada da rede em falha e alimentada por recursos locais. O DOE descreve sistemas residenciais solares com armazenamento que detetam a perda de energia da rede, mudam para operação ilhada e se religam depois de o serviço da rede regressar. (energy.gov)
No solar residencial, é muitas vezes aqui que os inversores híbridos entram na conversa, porque podem integrar a operação da bateria com a operação ligada à rede e, em alguns projetos, backup. A palavra híbrido, porém, continua a não dizer o que o edifício irá experienciar durante um apagão. Um produto pode fornecer apenas uma saída de backup dedicada; outro pode suportar um circuito com backup muito mais abrangente. A Fronius dá um exemplo concreto dentro de uma família de inversores: o PV Point alimenta cargas monofásicas selecionadas, enquanto a configuração Full Backup se destina a toda a casa e utiliza um inversor híbrido, bateria e equipamento de comutação de backup. A lição útil não é a distinção da marca. É que a capacidade de backup pertence ao sistema configurado, não apenas à palavra híbrido. (fronius.com)
Isso torna a exigência de carga mais útil do que o rótulo do produto. Manter um frigorífico, algumas luzes e comunicações em funcionamento é uma tarefa diferente de manter bombas, equipamentos de cozinha, ar condicionado ou a maioria dos circuitos domésticos disponíveis. Essas expectativas afetam quanta potência deve estar disponível em modo backup e que cargas são colocadas no lado com backup. A energia da bateria determina então durante quanto tempo essa alimentação pode continuar. Nesta fase, o comprador não precisa de desenhar o hardware de transferência nem de analisar protocolos de bateria; esses são controlos posteriores. A primeira decisão é saber se o sistema de inversor consegue entrar no modo de funcionamento de que o local realmente precisa.
Off-grid é operação normal sem a rede pública
Um local off-grid parte de uma premissa diferente: não há rede pública à qual regressar. Um sistema off-grid baseado em bateria, portanto, não pode assumir que a rede pública fornecerá a referência AC local; algo dentro do sistema tem de estabelecer e manter essa rede local como parte da operação diária. O Sunny Island da SMA é um exemplo: o seu inversor de bateria forma a rede autónoma como fonte de tensão e regula o equilíbrio entre energia fornecida e energia utilizada. O PV pode alimentar essa rede local, a bateria pode absorver ou fornecer energia, e um gerador pode ser acrescentado como outra fonte. (manuals.sma.de)
A ausência de uma rede pública altera a consequência de cada défice energético. Numa casa normal ligada à rede, um período nublado ou uma subida súbita da procura pode muitas vezes ser coberto importando mais eletricidade. Num sistema off-grid, o défice tem de ser coberto por geração local, energia armazenada, outra fonte local como um gerador, ou pela redução da procura. Por isso, um desenho off-grid tem de resolver dois problemas que uma casa normal ligada à rede pode devolver à empresa elétrica: manter a alimentação elétrica local e cobrir o balanço energético ao longo do tempo. Acrescentar uma bateria a um inversor on-grid convencional não resolve, por si só, nenhum dos dois.
A escolha da categoria pode agora ser feita sem transformar os três termos numa classificação de funcionalidades. Se a rede está disponível e perder energia durante uma falha é aceitável, um sistema on-grid convencional pode satisfazer o requisito operacional. Se a rede faz parte da operação normal mas algumas cargas têm de continuar quando ela falha, o sistema precisa de capacidade verificada de backup ou operação ilhada; um inversor híbrido é uma via comum, mas o seu modo real de backup tem de corresponder ao requisito de carga. Se nenhuma rede estiver disponível para a operação normal, o local precisa de uma arquitetura off-grid capaz de manter a alimentação local.
Só depois dessa escolha é que detalhes como equipamento de transferência, compatibilidade de bateria e arquitetura de acoplamento se tornam filtros úteis entre produtos específicos. Começar por essas especificações demasiado cedo faz com que sistemas muito diferentes pareçam comparáveis porque os seus folhetos usam as mesmas palavras. Comece antes por três condições operacionais: o que o inversor deve fazer enquanto a rede está presente, o que deve fazer quando a rede está indisponível e se o local tem sequer uma rede em que confiar. Essa resposta reduz o tipo de inversor antes de começar a comparação de produtos.
