O armazenamento de energia fotovoltaica em baterias combina painéis fotovoltaicos (solares) com uma bateria recarregável. A eletricidade gerada durante o dia é armazenada e utilizada posteriormente, quando os painéis não estão produzindo. Essa combinação resolve uma limitação fundamental da energia solar: os painéis geram energia apenas enquanto há sol, enquanto a maioria das residências e empresas consome mais energia à noite. As seções a seguir explicam o que é o armazenamento de energia fotovoltaica em baterias, de que é feito, as especificações importantes e como saber se ele é adequado para a sua situação. Determinar o tamanho ideal da bateria ou o preço de instalação para uma propriedade específica é um cálculo à parte, específico para cada projeto, que depende do seu perfil de consumo, das tarifas e das normas locais.
O que é armazenamento de energia fotovoltaica em baterias e como difere da energia solar conectada à rede.
Um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica em baterias é uma instalação solar com uma bateria adicional, e o que o diferencia de um sistema conectado à rede convencional é o destino do excedente de energia solar gerada durante o dia. Um sistema conectado à rede sem armazenamento exporta o excesso de energia solar para a rede. Dependendo do mercado, essa exportação pode gerar créditos, uma tarifa de incentivo, muito pouco ou nada, caso as exportações sejam limitadas. Um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica em baterias armazena esse excedente para seu próprio uso. Ele também pode alimentar cargas selecionadas durante uma queda de energia, mas somente com inversores com capacidade de backup, proteção contra ilhamento e um circuito de carga protegida. Uma bateria sozinha não garante energia de reserva. O valor da energia armazenada depende da diferença entre as tarifas de exportação e importação, portanto, verifique ambas antes de presumir que a bateria se paga sozinha. sistema de armazenamento de energia em baterias Pode ser carregado apenas pela rede elétrica. O armazenamento de baterias fotovoltaicas é carregado principalmente por energia solar, embora muitos sistemas também possam utilizar a energia da rede quando as tarifas e regulamentações o permitirem.
O equívoco mais comum: uma bateria maior não é automaticamente melhor.
A capacidade da bateria é geralmente considerada como sinônimo de economia ou autonomia, mas o benefício real depende da capacidade utilizável, do seu padrão de consumo diário e de como a bateria é utilizada. A capacidade nominal em quilowatts-hora (kWh) por si só não é suficiente. Dimensionar um sistema com base na sua capacidade nominal sem verificar a energia utilizável ou o tempo de uso diário pode resultar em ciclos de carga e descarga parciais. A economia prometida pela etiqueta nunca se concretiza. A temperatura é outro fator limitante importante. A capacidade da bateria e a vida útil das suas células diminuem à medida que a temperatura de operação se afasta da faixa ideal para as células, razão pela qual a forma como o sistema é refrigerado é tão importante quanto a capacidade indicada na ficha técnica. Dimensionar de acordo com o seu consumo real, confirmar a capacidade utilizável e levar em conta a temperatura proporciona uma estimativa muito mais precisa do que apenas a informação da etiqueta.
Os principais componentes de um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica em baterias
Um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica é construído a partir de algumas peças principais, e o hardware necessário depende se você está adicionando armazenamento a painéis existentes ou projetando tudo de uma vez. Os principais componentes são:
- Conjunto de painéis solares (fotovoltaicos): Gera eletricidade CC a partir da luz solar; seu tamanho determina a quantidade de excedente disponível para armazenamento.
- Inversor ou inversores: Converte entre a corrente contínua (CC) usada pelos painéis e baterias e a corrente alternada (CA) usada pelos aparelhos e pela rede elétrica; o tipo e a quantidade dependem da configuração de acoplamento.
- Bateria e sistema de gerenciamento de bateria (BMS): Armazenar energia e proteger as células monitorando a tensão, a corrente, o estado de carga e a temperatura.
- Gestão térmica: Mantém as células dentro de uma faixa de temperatura segura e eficiente; sistemas menores podem usar resfriamento passivo a ar, enquanto sistemas maiores ou mais quentes usam resfriamento ativo, tipicamente. arrefecimento líquido.
- Hardware de backup e controle: Um inversor com capacidade de operação em ilha, um gateway de backup e um painel de carga protegida permitem que o sistema opere cargas selecionadas durante uma queda de energia, enquanto a lógica de controle decide quando carregar, descarregar ou exportar energia.
Como a capacidade de fornecimento e a vida útil do ciclo dependem da temperatura, a abordagem de resfriamento é adequada ao tamanho e à carga de trabalho do sistema. A ventilação passiva é adequada para a maioria dos sistemas domésticos, enquanto que em gabinetes de baterias maiores, em ambientes quentes, o resfriamento ativo se mostra essencial.
Armazenamento de baterias fotovoltaicas acopladas em CA versus acopladas em CC
Os termos "acoplado em CA" e "acoplado em CC" descrevem o ponto de conexão da bateria, e a melhor escolha depende principalmente se você está adaptando um sistema de armazenamento existente ou construindo um sistema completo. Em um sistema acoplado em CC, a bateria se conecta no lado CC e compartilha um inversor híbrido com os painéis. Isso reduz as etapas de conversão e é adequado para novas instalações, mas exige compatibilidade entre as strings fotovoltaicas, a tensão da bateria e o inversor. Em um sistema acoplado em CA, a bateria possui seu próprio inversor no lado CA. Isso o torna a maneira prática de adicionar armazenamento a um sistema solar já em funcionamento, incluindo residências com microinversores. A compensação é entre a eficiência da conversão e a simplicidade da adaptação, portanto, uma adaptação geralmente favorece o acoplamento em CA, enquanto uma nova construção, focada em eficiência, favorece o acoplamento em CC. Um instalador deve confirmar a escolha com base no seu equipamento existente.
O que verificar antes de escolher um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica em baterias.
A escolha de um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica em baterias envolve algumas decisões e especificações, e a importância de cada uma depende da sua prioridade: economia, reserva ou ambas. O dimensionamento para economia leva em conta o excedente de energia que você exportaria a baixo custo; o dimensionamento para reserva considera as cargas necessárias durante uma queda de energia. Residências que já utilizam a maior parte da energia solar gerada se beneficiam menos de uma bateria. Tarifas de energia com preços diferenciados por horário e limites de interconexão também alteram os cálculos, portanto, confirme-os com antecedência.
Ao comparar produtos, algumas especificações importam mais do que o número principal:
- Capacidade utilizável (kWh): A energia que você realmente consegue extrair é mais importante do que a capacidade nominal.
- Profundidade de descarga (DoD): A quantidade de bateria que você pode usar sem reduzir sua vida útil.
- Eficiência de ida e volta: Quanta energia permanece durante um ciclo de carga e descarga.
- Potência contínua e de pico (kW): A potência contínua define quantas cargas funcionam simultaneamente; a potência de pico determina se motores, bombas ou ar condicionado podem ser acionados.
- Ciclo de vida: O número estimado de ciclos, que impulsiona o valor a longo prazo.
- Faixa de temperatura operacional e saída de reserva (EPS): As condições que a bateria tolera e se ela oferece uma saída de reserva dedicada.
Muitos sistemas de baterias fotovoltaicas residenciais e comerciais utilizam a química de fosfato de ferro-lítio (LFP) devido à sua estabilidade térmica e longa vida útil. A escolha da química ideal ainda depende de certificações, clima, espaço disponível, ciclo de operação e orçamento. Um sistema também precisa atender às normas de segurança e de rede do mercado, que variam de acordo com a localização. Na América do Norte, as normas de segurança e incêndio geralmente se referem à UL 9540 e ao teste UL 9540A para [informação faltante]. fuga térmica A propagação do fogo e a instalação seguem a norma NFPA 855, e a interconexão segue a norma IEEE 1547. Internacionalmente, a norma IEC 62933 abrange os sistemas de armazenamento de energia elétrica. Qual o custo de um sistema de armazenamento de energia solar em baterias? Varia muito de acordo com a região e o tamanho, e é uma questão distinta do que é o armazenamento de energia fotovoltaica em baterias.
Conclusão
O armazenamento de energia em baterias fotovoltaicas depende de algumas decisões: o motivo pelo qual você precisa da bateria, como seu consumo se sobrepõe à geração de energia, como ela se conecta ao seu sistema e quais normas se aplicam na sua região. A capacidade indicada no rótulo importa menos do que a capacidade que você realmente pode usar e as condições em que a bateria opera.
Trabalhamos com o aspecto térmico de baterias e sistemas de armazenamento de energia, e um padrão se destaca: a capacidade fornecida e a vida útil em ciclos acompanham de perto a temperatura de operação. Uma bateria escolhida apenas por sua capacidade nominal em quilowatts-hora pode apresentar desempenho inferior em um ambiente quente ou com pouca ventilação. A forma como um sistema deve ser resfriado, dimensionado e configurado depende de seu ciclo de trabalho, clima e espaço disponível; portanto, esses detalhes devem ser definidos na fase de projeto, e não com base em uma ficha técnica.
Se você precisar Soluções de refrigeração ESS Para projetos térmicos ou de armazenamento de energia, fique à vontade para compartilhar essas necessidades com nossa equipe para uma análise técnica. Um primeiro passo prático é reunir informações sobre seu consumo anual de eletricidade, detalhes do seu sistema solar e inversor existentes, e seu objetivo de economia, reserva de energia ou ambos, já que esses poucos dados definem a maior parte do que vem a seguir.
FAQ
O armazenamento de energia em baterias fotovoltaicas é o mesmo que uma bateria solar?
Os termos "armazenamento de energia fotovoltaica" e "bateria solar" geralmente se referem à mesma coisa: uma bateria carregada principalmente por painéis solares, em vez de apenas pela rede elétrica. A expressão "armazenamento de energia fotovoltaica" enfatiza a fonte fotovoltaica.
Os painéis solares precisam de bateria para funcionar?
Os painéis solares não precisam de bateria para funcionar; um sistema conectado à rede elétrica opera sem ela, exportando o excedente para a rede. Uma bateria é útil quando se deseja armazenar esse excedente para uso noturno, em casos de queda de energia ou para evitar o custo elevado da energia da rede posteriormente.
Uma bateria solar pode alimentar minha casa durante uma queda de energia?
Uma bateria solar só alimenta sua casa durante uma queda de energia se o sistema tiver hardware com capacidade de backup: um inversor com capacidade de operação em ilha, um gateway de backup ou chave de transferência e um circuito de carga protegido. Sem isso, muitos sistemas de baterias conectados à rede desligam durante uma queda de energia por segurança, portanto, verifique a capacidade de backup antes de comprar.
Posso adicionar armazenamento de bateria a um sistema solar existente?
Adicionar armazenamento a um sistema existente geralmente é possível, na maioria das vezes com uma bateria acoplada em corrente alternada que possui seu próprio inversor. A facilidade do processo depende do seu inversor atual, do espaço disponível e das normas de interconexão locais, portanto, um instalador deve confirmar a compatibilidade.
Acoplamento CA ou acoplamento CC, qual é melhor?
Nenhuma das duas é melhor em todos os casos; a escolha depende se você está modernizando ou construindo um sistema novo. O acoplamento CC é adequado para novas instalações com foco em eficiência, enquanto o acoplamento CA é a opção mais simples para painéis que você já possui.
De quanta capacidade de armazenamento de bateria eu preciso?
A quantidade ideal depende do seu consumo diário de energia, da sua geração de energia solar e se a sua prioridade é economia ou reserva de energia. Como esses fatores variam de acordo com o local, o dimensionamento é um cálculo específico para cada projeto, e não uma recomendação única.
