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Resposta Rápida
Um transformador imerso em óleo de 160 kVA e 11 kV para uma pequena central fotovoltaica ou eólica é uma unidade trifásica hermeticamente selada que eleva a tensão de saída do inversor ou da turbina de 0,4 kV — ou 0,69 kV em caso de energia eólica — para 11 kV para a ligação à rede, e reduz a tensão de 11 kV para 400/230 V quando o mesmo local opera em modo isolado (fora da rede). A geração solar e eólica é dominada por perdas em vazio, e não por perdas em carga: o transformador permanece energizado durante 8.760 horas por ano, enquanto um conjunto fotovoltaico produz com um fator de capacidade de apenas 12–20%, pelo que as perdas em vazio representam aproximadamente 60% da energia anual perdida. Recomenda-se a especificação de um projeto com baixas perdas em vazio (S22, GB 20052-2024 Classe 1), grupo vetorial Dyn11 e um tanque corrugado selado.
Visão Geral do Produto
Trata-se de um transformador trifásico imerso em óleo, de 50/60 Hz, com uma potência nominal de 160 kVA, com enrolamentos de 11 kV e 0,4 kV. Pode ser utilizado em ambos os sentidos: como transformador elevador, alimentando 11 kV provenientes do inversor ou da turbina, ou como transformador abaixador, servindo cargas de 400/230 V quando a central opera isoladamente. Ambos os enrolamentos são em cobre. A parte ativa é selada dentro de um tanque de aço com alhetas onduladas, sem conservador, de modo a que o óleo isolante nunca entre em contacto com o ar e nunca necessite de amostragem, filtragem ou reposição durante a sua vida útil projetada de 25 anos.
Está concebido para pequenas instalações de energia renovável: sistemas fotovoltaicos de solo e telhado com uma potência até aproximadamente 150–200 kWp, turbinas eólicas individuais de média dimensão e pequenos parques eólicos, mini-redes fotovoltaicas com baterias, sistemas híbridos solar-diesel para aldeias, quintas, ranchos e estações de telecomunicações, bem como cargas isoladas da rede, como bombagem para irrigação e tratamento de água. O fornecimento padrão inclui a monitorização da temperatura do óleo com contactos de alarme e de paragem, e uma interface RS485/Modbus RTU, com uma interface DTU 4G ou LoRa opcional para que o sistema SCADA da central ou um painel de controlo na nuvem possa ler a temperatura do óleo e do enrolamento, a corrente e a tensão da carga. Concebido e testado de acordo com as normas IEC 60076-1/-2/-3/-5/-10, com aplicações em aerogeradores também concebidas de acordo com a norma IEC 60076-16; desempenho energético de acordo com a GB 20052-2024. Fabricado sob as normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001.
Porque é que as centrais solares e eólicas optam por transformadores selados imersos em óleo em vez de transformadores a seco?
A nossa recomendação: para um conjunto fotovoltaico exterior, um parque eólico ou uma mini-rede híbrida, especifique um transformador hermeticamente selado imerso em óleo. Reserve os transformadores a seco com resina fundida para salas elétricas interiores, locais em planaltos de altitude acima de aproximadamente 3.000 m e qualquer local onde as normas de segurança contra incêndios ou ambientais contraindiquem a utilização de óleo mineral.
O motivo é o ciclo de funcionamento. A geração de energia renovável é intermitente — a energia fotovoltaica varia com as mudanças de direção das nuvens, a energia eólica com as rajadas — e o óleo tem uma massa térmica muito maior que o ar, pelo que o tanque absorve cada pico sem elevar o ponto quente do enrolamento. O depósito selado elimina também duas falhas específicas das centrais de energia renovável: a condensação noturna quando o lado de baixa tensão está aberto e o depósito arrefece, e a manutenção periódica do óleo, que os locais remotos têm menos condições para realizar.
| Critério de avaliação | Selado a óleo (este produto) | Seco com resina fundida (cast resin) | Impacto numa central solar / eólica |
| Funcionamento em vazio à noite | Perdas em vazio de 170 W (S22); o tanque selado bloqueia o ar húmido ao arrefecer | Perdas em vazio mais elevadas; os enrolamentos abertos acumulam orvalho e pó | O óleo selado elimina tanto as perdas em vazio como o risco de condensação |
| Carga intermitente | A inércia térmica do óleo suaviza os transitórios de nuvens e os picos de rajadas | Menor inércia térmica, subida mais rápida do ponto quente | O óleo adapta-se melhor aos ciclos de trabalho solar e eólico |
| Instalação no exterior | Caixas de cabos IP54, recinto exterior, com bacia de retenção | Requer sala ou invólucro | O óleo vence em locais de campo aberto |
| Incêndio e ambiente | Óleo combustível; opção com éster ou bacia de retenção quando exigido | Autoextinguível, sem óleo | Perto de florestas ou água, escolha o tipo seco ou óleo de éster |
| Custo por kVA | O mais baixo | Normalmente 10–15 % superior | O óleo convém a projetos pequenos sensíveis ao capex |
| Altitude | Redução de potência ou projeto especial acima de 1.000 m | Suporta melhor a altitude | Tipo seco para locais de planalto acima de 3.000 m |
| Ruído | ≤ 55 dB(A), versão de baixo ruído ≤ 50 dB(A) | Ligeiramente mais silencioso | Raramente decisivo em centrais renováveis remotas |
Níveis de Eficiência Energética e o Custo Operacional a 20 Anos
Numa central de energia renovável, o transformador permanece energizado durante muito mais tempo do que a central produz. Um conjunto fotovoltaico opera com um fator de capacidade de 12 a 20%, enquanto o transformador se mantém a 11 kV durante todas as 8.760 horas do ano, incluindo todas as noites. É por isso que o valor em vazio, e não o preço de compra, determina o custo em 20 anos — e porque o nível de eficiência energética especificado é mais importante neste caso do que num transformador de distribuição com carga convencional.
| Grau de eficiência energética GB 20052-2024 | Modelo | Perdas em vazio P0 | Perdas em carga Pk (75 °C) | Perdas anuais — serviço solar | Perdas anuais — serviço eólico | Custo a 20 anos — solar | Custo a 20 anos — eólico |
| Classe 3 | S13-M-160/11 | 200 W | 2,310 W | ≈ 2,780 kWh | ≈ 4,034 kWh | ≈ USD 6,672 | ≈ USD 9,682 |
| Classe 2 | S20-M-160/11 | 180 W | 1,850 W | ≈ 2,400 kWh | ≈ 3,405 kWh | ≈ USD 5,760 | ≈ USD 8,172 |
| Classe 1 | S22-M-160/11 | 170 W | 1,650 W | ≈ 2,223 kWh | ≈ 3,119 kWh | ≈ USD 5,335 | ≈ USD 7,486 |
A mudança da Classe 3 para a Classe 1 permite poupar cerca de 11.140 kWh ao longo de 20 anos num parque fotovoltaico e cerca de 18.300 kWh num parque eólico — a 0,12 dólares/kWh, isto representa aproximadamente 1.340 e 2.200 dólares, respetivamente, geralmente várias vezes a diferença de preço entre os dois projetos. Note-se a divisão: nos sistemas fotovoltaicos, a perda em vazio representa cerca de 63% do total anual, pelo que um projeto que apenas melhora a perda em carga é a escolha errada para esta aplicação.
Ligado à rede vs. Isolado da rede: O que muda?
O transformador em si é bidirecional e não necessita de alterações entre os dois modos. O que muda é a ligação à terra, o sistema de proteção e, nos alimentadores fracos, a faixa de derivação.
| Item | Ligado à rede (grid-tied) | Isolado / em ilha (off-grid) |
| Fluxo de potência | De 0,4 kV a 11 kV, exportação para a rede | Ambos os sentidos: 0,4 → 11 kV de dia, 11 → 0,4 kV para as cargas do local |
| Neutro e ligação à terra | Conforme exigido pela concessionária | O neutro de BT deve ser ligado à terra (TN-S ou TT) — o Dyn11 disponibiliza-o |
| Gama de regulação | ±2×2,5 % normalmente suficiente | Gama mais ampla ou comutador em carga (OLTC) se a tensão da ilha oscilar |
| Elevação de tensão | Alimentadores longos podem exigir ±5 % ou comutador em carga | Não aplicável |
| Nível de curto-circuito | A rede contribui com a corrente de curto-circuito | Apenas os inversores — baixo; o Uk% afeta a sensibilidade da proteção |
| Comportamento noturno | Em vazio, apenas perdas em vazio | Pode ser desligado junto com a ilha |
| Proteção | Interligação com a rede e anti-ilhamento | Proteção de ilha; não é necessário anti-ilhamento |
Principais Características
- Projeto bidirecional — conversor elevador de 0,4 kV para 11 kV para exportação para a rede e conversor abaixador de 11 kV para 0,4 kV para cargas isoladas. Uma única unidade abrange ambos os modos de funcionamento de um sistema híbrido de energia solar, eólica e baterias.
- Baixa perda em vazio otimizada para energias renováveis — o modelo S22 tem uma potência de 170 W, contra 200 W para a Classe 3. Em funcionamento fotovoltaico, a perda em vazio é de aproximadamente 63% do total anual, uma vez que a unidade é energizada durante 8.760 horas, enquanto o conjunto fotovoltaico produz com um fator de capacidade de 12 a 20%.
- Tanque ondulado selado — sem conservador, o óleo nunca entra em contacto com o ar. Não há necessidade de amostragem, filtragem ou reposição de óleo durante os 25 anos de vida útil prevista, e não há entrada de ar húmido quando o depósito arrefece durante a noite com o lado de baixa tensão aberto.
- Concebida para funcionamento intermitente — a massa térmica do óleo suaviza os transitórios das nuvens em painéis fotovoltaicos e os picos de rajadas em turbinas eólicas sem aumentar o ponto quente do enrolamento.
- Concebido para formas de onda de inversores e conversores — o design do enrolamento tem em conta a corrente harmónica agregada do inversor, de acordo com as normas IEEE 519 / IEC 61000-3-12 e IEEE C57. 110, e a injeção de corrente contínua, que polariza o núcleo e aumenta a corrente de magnetização, o ruído e as perdas em vazio se não for tratada.
Aplicações típicas
- Centrais fotovoltaicas de solo e em telhados com uma potência até aproximadamente 150–200 kWp, alimentando uma rede de 11 kV
- Turbinas eólicas individuais de média dimensão e pequenos parques eólicos com geradores de 690 V
- Mini-redes híbridas fotovoltaicas + baterias + gasóleo para aldeias, quintas, ranchos e estações de telecomunicações
- Ilhas isoladas, acampamentos de mineração, estações de bombagem e irrigação de água
- Sistemas solares em coberturas comerciais e industriais com exportação de 11 kV
- Micro-redes solares com armazenamento de energia e projetos de eletrificação remota
- Central de energia renovável para agricultura e dessalinização em climas desérticos e costeiros
Normas e certificações
Concebido e testado de acordo com as normas IEC 60076-1 (geral), IEC 60076-2 (elevação de temperatura), IEC 60076-3 (níveis de isolamento e ensaios dielétricos) e IEC 60076-5 (resistência a curto-circuitos). Em conformidade com as normas IEC 60076-10 (nível de ruído) e IEC 60076-16 (aplicações em transformadores para aerogeradores), para além das séries GB 1094 e GB/T 6451. O desempenho energético cumpre a Classe 2 da norma GB 20052-2024 e a Classe 1 com o design S22. O dimensionamento para os harmónicos do inversor e do conversor foi realizado com base nas normas IEEE C57.110, IEEE 519 e IEC 61000-3-12. Fabricado sob as normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001. Certificação CE disponível; relatórios de ensaios de terceiros (laboratório acreditado pela CNAS, KEMA ou equivalente) disponíveis mediante pedido.

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