Sabe-se que altas temperaturas ambientes não apenas influenciam o rendimento do sistema fotovoltaico como também podem ter enormes efeitos sobre a vida útil dos inversores. Ao contrário de muitos outros fabricantes, a Fronius utiliza resfriamento ativo na eletrônica de potência e não resfriamento passivo. Além de evitar hot spots, o foco dessa escolha é otimizar o rendimento assim como projetar os sistemas de forma flexível e de fácil manuseio.

Resfriamento ativo vs. passivo

No resfriamento passivo, utiliza-se a convecção natural e não se utiliza nenhum ventilador ou se utilizam apenas ventiladores internos. O uso de grandes dissipadores térmicos também deixa o equipamento pesado, o que dificulta o manuseio e o transporte. Já a tecnologia de resfriamento ativo conta com um ou mais ventiladores, que não apenas evitam campos de calor, mas também regulam a circulação de ar na parte interna do inversor e mantêm assim a temperatura da eletrônica de potência baixa.

Flexibilidade máxima na concepção dos sistemas e na montagem

Já que os equipamentos resfriados de forma passiva apresentam, muitas vezes, rastreadores de Maximum Power Point com uma limitada intensidade de corrente, geralmente só é possível conectar uma cadeia de módulos por rastreador. Isso ocorre porque intensidades de corrente mais altas também provocam temperaturas mais altas nos componentes.  Em equipamentos resfriados de forma ativa, em contrapartida, é possível dissipar mais calor, o que permite intensidades de corrente mais altas, de modo que mais cadeias paralelas podem ser conectadas. Isso significa uma maior flexibilidade no design do sistema.

Na montagem, os inversores com resfriamento ativo também proporcionam máxima flexibilidade. Ao contrário do que acontece quando o resfriamento é passivo, os equipamentos com sistema de resfriamento ativo podem ser montados num telhado em posição vertical, horizontal e até plana. Isso é possível porque o ar frio é aspirado lateralmente e o ar aquecido é dissipado por cima. Com uma dissipação de calor até cinco vezes maior em comparação com a variante passiva, o resfriamento ativo possibilita que os equipamentos também sejam colocados em locais com maior radiação solar.

Tecnologia sem manutenção, com economia de custos

Para cumprir o respectivo serviço de garantia, todos os fabricantes de sistemas de resfriamento passivo preveem que os equipamentos passem por manutenção em intervalos periódicos. Diversos fatores no inversor, como limpeza dos dissipadores térmicos, status operacional do sistema, conexões de cabo e conexão à terra, precisam ser inspecionados e assegurados por uma pessoa especializada até duas vezes por ano.   Já os inversores com sistema de resfriamento ativo são, geralmente, livres de manutenção, o que gera bem menos custos correntes. Mesmo nesse caso, porém, não é recomendado que as inspeções periódicas deixem de ser realizadas por completo, principalmente quando o local de utilização é exposto a muita poeira ou sujeira.

Efeito positivo sobre a vida útil

Como a vida útil dos componentes eletrônicos depende fortemente da temperatura, isso significa que, quanto mais quentes eles ficam, maior a probabilidade de apresentarem defeito.

Por isso, há uma regra muito citada que diz:

„A cada aumento de 10 °C na temperatura, a vida útil diminui aproximadamente pela metade.“

Por isso, no resfriamento ativo, os componentes eletrônicos são resfriados por ventiladores internos, o que aumenta a vida útil da eletrônica de potência. Ao mesmo tempo, isso significa uma substancial economia de custos, já que os diferentes componentes são bastante preservados e, portanto, precisam ser reparados com menos frequência.

Em inversores com resfriamento passivo, em contrapartida, podem ocorrer hot spots locais devido à limitada dissipação de calor, o que reduz bastante a vida útil.

 

1* Resfriamento Passivo
2* Resfriamento Ativo

Otimização do rendimento com resfriamento ativo

Para evitar um superaquecimento dos componentes eletrônicos, é realizado o „derating“, uma redução controlada da potência. Em inversores resfriados ativamente, o efeito de resfriamento pelos ventiladores é bem mais forte do que quando o sistema de resfriamento é passivo, caso em que as perdas de rendimento são elevadas.

Como se pode ver no gráfico, o inversor resfriado passivamente já ativa um derating de potência em temperaturas ambientes de 30 °C, ao passo que o inversor Fronius resfriado ativamente só inicia esse processo a partir de 40 °C.