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Painéis fotovoltaicos de energia solar

O que são baterias solares?

As baterias solares visam acumular a energia elétrica gerada pelos painéis solares fotovoltaicos para que possam ser usados ​​à noite ou em dias nublados.

O que são baterias solares?

O uso de baterias também permite fornecer uma intensidade de corrente mais alta do que aquela que um painel fotovoltaico em funcionamento pode oferecer. Este seria o caso se vários dispositivos elétricos fossem usados ​​ao mesmo tempo.

Uma bateria consiste em pequenos acumuladores elétricos de 2V incorporados no mesmo elemento. As baterias fornecem corrente contínua em 6, 12, 24 ou 48V. O acumulador é a célula que armazena energia através de um processo eletroquímico.

Por exemplo, quando falamos de uma bateria de 12V, estamos nos referindo a um conjunto de séries de 6 células de chumbo-ácido de 2 volts cada. As baterias monobloco são constituídas por várias células de 2V, formando um único bloco.

Baterias estacionárias, também conhecidas como acumuladores solares, são compostas por elementos de 2 volts conectados em série até que a tensão de trabalho desejada para a instalação solar seja atingida.

Como funcionam as baterias solares?

As baterias têm a função de fornecer energia elétrica no sistema no momento em que os painéis fotovoltaicos não geram a eletricidade necessária. Por exemplo, durante a noite ou em momentos de pouca luz.

Quando os painéis fotovoltaicos podem gerar mais eletricidade do que a exigida pelo sistema elétrico, toda a energia demandada é fornecida pelos painéis e o excedente é usado para carregar as baterias.

As baterias transformam a energia elétrica recebida dos módulos fotovoltaicos em energia química. Essa conversão é feita a partir da reação que ocorre quando dois materiais diferentes, como os das placas positiva e negativa, são submersos no eletrólito. O eletrólito é uma solução de ácido sulfúrico e água.

A eletricidade flui da bateria assim que houver um circuito conectado entre os pólos positivo e negativo.

À medida que a bateria descarrega, a composição do chumbo nas placas se torna mais semelhante. Neste momento, a densidade do ácido diminui e a tensão entre os terminais diminui. 

 A capacidade de passar por um processo constante de carga e descarga é conhecida como resistência ao ciclo de uma bateria.

Classe de bateria solar

Existem dois tipos de baterias de acordo com o ciclo:

  • Baterias de ciclo baixo

  • Baterias de ciclo profundo

Baterias de ciclo baixo

As baterias de ciclo baixo são projetadas para fornecer uma quantidade de corrente por um curto período de tempo e suportar pequenas sobrecargas sem perder eletrólitos, como no caso de baterias de automóveis.

No entanto, essas baterias não suportam descargas profundas. Se forem descarregadas repetidamente abaixo de 20%, sua vida útil será reduzida consideravelmente. Portanto, essas baterias não são uma boa opção para sistemas solares fotovoltaicos.

Baterias de ciclo profundo

Eles são projetados para serem descarregados repetidamente até 80% de sua capacidade. Esse recurso os torna a melhor escolha para sistemas de energia solar.

Recursos a serem considerados em uma bateria solar

Recursos mais importantes ao escolher uma bateria ou um kit solar:

  • Capacidade. A capacidade é a intensidade da corrente em amperes (A) que pode ser obtida a partir de uma descarga completa do acumulador elétrico quando este estiver em estado de carga total.

  • Eficiência de carregamento. A eficiência do carregamento é a razão entre a energia usada para encher o acumulador e a realmente armazenada. Portanto, quanto mais próximo de 100%, melhor.

  • Auto-descarga. A descarga automática é o processo de um acumulador elétrico que tende a descarregar sem estar em uso.

  • Profundidade de descarga. A profundidade da descarga é a quantidade de energia obtida durante uma descarga quando totalmente carregada (%).

Qual é a vida útil de uma bateria solar?

A vida útil de uma bateria para instalações solares é geralmente de 10 anos. No entanto, se descargas profundas frequentes forem realizadas (> 50%), sua vida útil cai acentuadamente. Portanto, é aconselhável instalar capacidade suficiente para que 50% da descarga não seja excedida.

Outro fator muito importante é a temperatura. Se a temperatura for mantida entre 20 e 25ºC, a vida útil será de aproximadamente 10 anos. Por outro lado, se a temperatura for alterada em 10ºC, a vida útil poderá ser reduzida pela metade.

Tipo de Bateria

As baterias são classificadas de acordo com o tipo de tecnologia de fabricação e com os eletrólitos utilizados.

As baterias mais usadas em instalações solares são de chumbo-ácido, devido à relação de preço da energia disponível. Sua eficiência está entre 85-95%, enquanto o Ni-Cad é 65%.

Certamente, as melhores baterias seriam lítio (móvel). No entanto, a bateria de lítio não é economicamente viável para esta aplicação.

Baterias de chumbo-ácido para aplicações solares

Todas as baterias de chumbo-ácido falham prematuramente quando não são totalmente recarregadas após cada ciclo.

Se uma bateria de chumbo-ácido for deixada descarregada (por dias) a qualquer momento, isso causará uma perda permanente de capacidade.

Baterias líquidas - eletrólito líquido

Eles são os mais utilizados. Existem dois tipos de baterias líquidas:

  1. Aberto, com tampas que permitem a troca de água.

  2. Selados, estão fechados, mas com válvulas que permitem a saída de possíveis gases durante cargas excessivas.

Vantagens das baterias líquidas

  • O mais velho

  • Sua produção permite preços baixos.

  • Eles são menos problemáticos em sobrecargas.

Desvantagens

  • Existe o risco de perder fluido (agressivo).

  • Eles geralmente têm uma vida útil curta, entre 400 ciclos de carga e descarga.

  • Temperaturas muito baixas podem destruí-las rapidamente.

Existem outros tipos de baterias. Onde o eletrólito não está no estado líquido, ele foi imobilizado. 

No caso de baterias de gel, o eletrólito se tornou um gel. No caso da bateria AGM (Absortion Glass Mat), ela foi separada por uma fibra de vidro, com grande poder de absorção, que age como uma esponja.

As baterias de gel e as baterias AGM não precisam de manutenção. Você nunca precisará adicionar água.

Baterias AGM - Esteira de vidro de absorção

São as baterias mais modernas e o ácido é fixado em fibras de vidro que a absorvem.

Quase todas as baterias AGM são reguladas por válvula: VRLA (ácido de chumbo regulado por válvula)

Eles têm todas as vantagens do gel, além do seguinte:

Vantagem:

  • Boa vida de prateleira.

  • Mais resistência a climas frios.

  • Seu download automático é mínimo.

  • Baixa resistência interna que permite altas correntes.

  • Ciclo profundo.

Desvantagens:

  • Preço mais alto.

Há uma tendência crescente em direção às baterias AGM de chumbo. Eles têm sua melhor relação vida / preço. Se o manuseio for mais fácil.

Para alguém que possa garantir os cuidados necessários, a bateria líquida pode ser a melhor opção. Especialmente considerando o preço.

Sumário

As baterias solares são lojas de eletricidade. Eles armazenam a eletricidade gerada pelos painéis solares em momentos de baixa demanda e a fornecem nos momentos de maior demanda.

Esses elementos são capazes de transformar energia elétrica em energia química no momento da carga. No momento da descarga, eles transformam novamente energia química em eletricidade.

Autor:

Data de publicação: 13 de maio de 2015
Última revisão: 30 de maio de 2020