INTRODUÇÃO AO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SOLAR
Os painéis solares (ou células fotovoltaicas – PV) convertem a luz solar para produzir energia. Sem armazenamento, essa energia precisa ser transferida e conectada à rede elétrica local. É uma excelente configuração de sistema para ajudar a compensar a demanda de energia da rede durante os horários de pico, além de ser uma forma de reduzir, ou até mesmo eliminar, as contas de energia.
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM BATERIAS PARA USO RESIDENCIAL
O armazenamento de energia permite que essa eletricidade seja utilizada após o pôr do sol. Sem uma forma de armazenar energia, o excedente de energia solar é exportado para a rede elétrica ou se perde. Com o sistema adequado de armazenamento de energia solar, essa mesma energia pode ser utilizada à noite, para ajudar a reduzir e compensar contas de energia elevadas, e também quando ocorre uma queda na rede elétrica. O armazenamento de energia solar transforma a energia solar de um complemento diurno em um recurso energético disponível o tempo todo. Pense nos painéis solares como o salário e no armazenamento em baterias como a conta poupança.
POR QUE O ARMAZENAMENTO EFICIENTE DE ENERGIA É IMPORTANTE
A eficiência energética determina quanta energia utilizável chega efetivamente à sua residência. Sistemas de armazenamento de energia solar bem projetados reduzem o desperdício de eletricidade, diminuem as contas de luz e aumentam a confiabilidade. Sistemas de armazenamento de energia mal dimensionados perdem energia por meio de conversões desnecessárias ou ciclos curtos, aumentando os custos a longo prazo (Denholm et al.).
Se você mesmo estiver instalando um sistema de armazenamento de energia solar, certifique-se de usar uma ferramenta de dimensionamento de painéis solares e baterias para maximizar a eficiência. E, se estiver trabalhando com um instalador de energia solar de confiança, converse com ele sobre qual o tamanho adequado do inversor híbrido (12K-2P, 15K-2P ou 18K-2P) e o número de baterias que atenderão às suas necessidades.
TIPOS DE SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SOLAR
SOLUÇÕES DE ARMAZENAMENTO DE BATERIAS
Os sistemas de baterias são a forma mais comum de armazenar energia solar em casa. O armazenamento em baterias permite que os proprietários armazenem a eletricidade gerada pelos painéis solares e a utilizem posteriormente, seja durante a noite ou em caso de falta de energia.
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- As baterias de íon-lítio são predominantes nos sistemas residenciais por serem compactas, eficientes e duradouras.
- As baterias de chumbo-ácido têm um custo inicial menor, mas se desgastam mais rápido e exigem mais manutenção.
- As baterias de fluxo têm longa vida útil, mas continuam sendo caras e pouco comuns em instalações residenciais.
SOLUÇÕES DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO
O armazenamento térmico captura calor, em vez de eletricidade.
Essa é uma opção utilizada principalmente por grandes empresas de serviços públicos e projetos comerciais em grande escala. Os sistemas solares térmicos armazenam calor em materiais como água ou sal fundido e, posteriormente, liberam-no para aquecimento ou geração de energia.
SOLUÇÕES DE ARMAZENAGEM MECÂNICA
Esses sistemas armazenam energia ao elevar a água ou ao comprimir o ar no subsolo.
Os métodos mecânicos de armazenamento incluem usinas hidrelétricas de bombeamento e ar comprimido. Nesse caso também, trata-se de uma opção utilizada principalmente por grandes concessionárias e projetos comerciais em escala industrial.
COMPARAÇÃO DE CUSTOS ENTRE MÉTODOS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM BATERIAS
Pesquisas mostram que o armazenamento em baterias acarreta algumas perdas de energia, mas os inversores híbridos orientados para a otimização de custos e os sistemas de energia bem projetados ainda proporcionam ganhos significativos em termos de confiabilidade e controle de custos (Denholm et al.).
TIPO DE BATERIA |
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS |
|---|---|
| Baterias de chumbo-ácido | Baixo custo inicial, maior frequência de substituição |
| Baterias de íon-lítio | Custo inicial mais alto, maior eficiência e vida útil mais longa |
| Sistemas conectados à rede com medição líquida | Sem equipamentos de armazenamento, capacidade limitada de backup |
PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SOLAR
Como a eletricidade gerada pelos painéis solares é armazenada
A eletricidade gerada pelos painéis solares passa por um inversor, que converte a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). Quando a produção excede a demanda doméstica, um sistema de baterias armazena a eletricidade excedente antes que ela seja enviada para a rede elétrica. Posteriormente, quando a produção solar diminui, a bateria fornece energia de volta para a residência.
Como armazenar energia solar
para uso posterior
Preservar a energia solar significa limitar as perdas durante o carregamento, o armazenamento e a descarga. O dimensionamento adequado da bateria, inversores eficientes e controles inteligentes de energia são fatores importantes. Sistemas projetados com base em padrões reais de consumo doméstico tendem a apresentar melhor desempenho do que configurações superdimensionadas ou inadequadas.
Por quanto tempo a energia solar pode ser armazenada?
Os sistemas de baterias geralmente armazenam energia por horas ou dias, dependendo da capacidade e da demanda. A maioria dos sistemas residenciais é projetada para ciclos diários, armazenando o excedente da produção diurna para uso noturno. O armazenamento sazonal é tecnicamente possível, mas raramente é econômico para residências.
As formas mais econômicas e com melhor custo-benefício
para armazenar energia solar
- As baterias de chumbo-ácido de 48 V são a opção mais econômica para armazenar energia solar. No entanto, o preço mais baixo acarreta desvantagens em termos de eficiência energética, vida útil da bateria e segurança. Uma instalação elétrica ou ventilação inadequadas podem causar riscos graves.
- Os sistemas de armazenamento de energia de íons de lítio oferecem valor e retorno sobre o investimento (ROI) superiores a longo prazo, apesar de um custo inicial mais elevado.
POR QUE “UM SISTEMA QUE FAZ TUDO” NÃO É SEMPRE A MELHOR ESCOLHA
No papel, é tentador pensar: por que não simplesmente instalar o inversor maior e mais potente, toda a bateria de reserva e dar o assunto por encerrado? Na prática, você acaba com um sistema que faz muitas coisas, mas nada que esteja otimizado para as suas necessidades.
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COMO ESCOLHER O SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA CERTO
A resposta que todo mundo adora odiar, mas que os engenheiros respeitam, é: “Depende.”
E isso depende, por um bom motivo. Os sistemas de armazenamento de energia não são uma solução única para todos, pois nem todas as residências utilizam a energia da mesma maneira. Nem pagam as mesmas tarifas de energia. E nem têm as mesmas prioridades.
Um sistema de energia solar para sua casa precisa ser projetado para atender às suas necessidades e aos objetivos que você deseja alcançar. Caso contrário, você acabará com um sistema muito potente que, embora pareça fazer tudo bem, muitas vezes acaba não funcionando de maneira ideal. Sem falar que custa mais do que deveria.
GOL EM CASA |
FOCO PRINCIPAL |
PRINCIPAIS CONSIDERAÇÕES |
RESULTADO DO PROJETO |
|---|---|---|---|
| Residências com foco em backup | Manter os aparelhos essenciais e o consumo de toda a casa em funcionamento durante interrupções na rede elétrica |
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O sistema foi projetado para suprir as necessidades da residência durante interrupções no fornecimento de energia, e não apenas para reduzir a conta de luz |
| Casas voltadas para a economia | Reduzir os custos mensais com serviços públicos e melhorar o retorno sobre o investimento |
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O excesso de capacidade de armazenamento pode reduzir o ROI, pois gera capacidade ociosa e custos iniciais mais elevados |
| Metas híbridas (a maioria das residências) | Equilibrar a proteção contra interrupções no fornecimento de energia com a economia contínua de energia |
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Um projeto de sistema bem planejado proporciona resiliência e economia sem custos desnecessários |
OS PRÓXIMOS 10 ANOS DO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SOLAR
O armazenamento de energia solar deve se tornar mais acessível e mais comum nas residências dos EUA. Como qualquer tecnologia, quanto maior for o prazo de vida útil, mais barato ela se torna. As concessionárias de energia estão recorrendo cada vez mais aos recursos energéticos distribuídos (REDs) para dar suporte à rede, dando maior ênfase a sistemas de armazenamento flexíveis e bem gerenciados. A química das baterias, o software de gerenciamento de energia e a integração à rede continuam avançando. Os novos sistemas são mais seguros, mais eficientes e mais fáceis de controlar. Os custos estão diminuindo à medida que a adoção aumenta.
Bibliografia
Denholm, Paul, et al. “O armazenamento de energia solar aumenta o consumo de energia e as emissões.” Escola de Engenharia Cockrell, Universidade do Texas em Austin, 2022.
“Integração solar: noções básicas sobre energia solar e armazenamento.”Energy.gov, Departamento de Energia dos Estados Unidos.
