À medida que a transição energética global acelera, mais e mais lares estão escolhendo instalar sistemas fotovoltaicos (PV) em seus telhados para atender à crescente demanda por eletricidade. O inversor, como o componente central do sistema PV, tornou-se um foco importante para os usuários em termos de seleção de energia.
Segundo dados do Laboratório Nacional de Energias Renováveis, uma Sistema fotovoltaico de 5 kW normalmente gera cerca de 15 a 25 kWh de eletricidade por dia, com o valor exato dependendo das condições regionais de luz solar. Neste caso, um inversor de 5 kW pode atender às necessidades básicas diárias de eletricidade de uma casa de 80 a 120 metros quadrados. No entanto, vários fatores-chave podem afetar seu desempenho em aplicações do mundo real. Primeiro, a estrutura de consumo de eletricidade da casa é crucial. Se a casa estiver equipada com dispositivos de alta potência, como ar condicionado central ou aquecimento de piso, a potência de pico pode exceder 7 kW, aumentando a carga no inversor. A configuração do sistema de armazenamento de energia também é importante. Se a energia excedente do sistema fotovoltaico precisar ser armazenada, um inversor de armazenamento de energia residencial se torna um acessório essencial. Se o sistema estiver conectado à rede ou fora da rede também afeta seu desempenho. Para sistemas fora da rede, a redundância de energia 20%-30% pode ser necessária para garantir o fornecimento de energia estável.
À medida que o mercado fotovoltaico continua a se desenvolver, a tecnologia do inversor passou por inovações significativas. Nos últimos anos, inversores solares modulares de pequena escala surgiram, com a vantagem de aumentar a flexibilidade e a escalabilidade do sistema ao equipar cada módulo fotovoltaico com um microinversor. Ao mesmo tempo, a popularidade dos inversores híbridos de armazenamento de energia residencial está aumentando constantemente. De acordo com as estatísticas, a taxa de crescimento do mercado de inversores híbridos atingiu 35% anualmente. Esses novos inversores suportam acesso multifonte para PV, baterias e a rede, tornando o gerenciamento de energia residencial mais eficiente.
Para configurar sistemas fotovoltaicos residenciais, equipes de design profissionais recomendam o "princípio 135". O cerne desse princípio é: 1 kW de energia fotovoltaica deve corresponder a 3 kWh de armazenamento de energia e, para cada sistema fotovoltaico de 5 kW, é necessário 1 kW de redundância de energia. Para residências maiores que 200 metros quadrados, um design híbrido — como uma combinação de um inversor principal de 5 kW com vários microinversores — tornou-se uma configuração eficiente e comum. Um estudo de caso do Instituto Fraunhofer na Alemanha mostra que essa arquitetura híbrida pode melhorar a eficiência geral do sistema, até mesmo aumentando o desempenho da geração em 12%.
A tendência técnica dos inversores não se limita mais à conversão de energia. Mais funções inteligentes estão sendo integradas. A nova geração de inversores está se tornando o centro central do gerenciamento de energia residencial, não apenas equipada com algoritmos de previsão de carga em tempo real, mas também suportando funções de carga e descarga bidirecionais de Veículo para Rede (V2G). Além disso, eles podem responder dinamicamente às mudanças do mercado de energia. Analistas do setor preveem que até 2025, cerca de 70% de novos inversores terão módulos de otimização de IA integrados. Com a ajuda da tecnologia de programação inteligente, até mesmo inversores básicos com potência de 5 kW podem operar com mais eficiência, atendendo às necessidades mais complexas de eletricidade das residências.
Se pequenos inversores de energia podem atender às necessidades de eletricidade doméstica depende do nível de integração e inteligência do sistema. Com avanços em tecnologia de armazenamento de energia e o desenvolvimento de usinas de energia virtuais, inversores de potência moderada, quando configurados científica e racionalmente, estão gradualmente criando um novo modelo "compacto, mas poderoso" para fornecimento de energia residencial.