As baterias são o coração das instalações solares, são responsáveis pelo acúmulo e armazenamento da energia solar, sua distribuição de acordo com as necessidades do consumidor. Mas, para usar a energia do Sol da maneira mais eficiente possível, será necessário conhecer as principais características técnicas e regras para escolher uma bateria.
Você precisa entender que baterias de carro convencionais para instalações solares não são uma opção. Os sistemas de energia solar usam baterias de ciclo profundo que descarregam até 50-80%. Portanto, primeiro você precisa decidir sobre o tipo de bateria , como falamos anteriormente. O próximo passo é descobrir suas principais características técnicas.
Critérios de Seleção de Bateria
Ao escolher uma bateria para painéis solares, os seguintes parâmetros e sua proporção são levados em consideração:
- recurso de ciclos de carga/descarga;
- velocidade de carga/descarga da bateria;
- indicador de auto-descarga do dispositivo;
- valor máximo de corrente durante a carga/descarga;
- capacidade da bateria, que ajuda a calcular a potência do dispositivo;
- dimensões gerais e peso;
- termos de uso;
- a necessidade de serviço;
- a capacidade de trabalhar em diferentes condições ambientais (por exemplo, em temperaturas muito baixas ou muito altas).
Como calcular a capacidade e o número de baterias
Para determinar os parâmetros técnicos, você precisa definir corretamente a tarefa, entender para que está planejado usar a instalação solar, as condições para sua operação, qual será o nível de consumo de energia que deve acumular. Para calcular a capacidade das baterias e seu número, você deve seguir os seguintes passos.
Determine o pico de carga ou potência máxima de sua casa/apartamento/objeto, que deve ser alimentado por uma usina solar. Para fazer isso, some a potência dos dispositivos que podem funcionar simultaneamente.
Inclua tudo, desde microondas e iluminação até computadores e relógios digitais. A potência consumida pelos aparelhos geralmente é indicada em watts – essa informação pode ser encontrada no adesivo de dados que a maioria dos itens elétricos possui (por exemplo, a potência de uma pequena TV portátil é de cerca de 20 watts). Você pode usar o valor resultante em cálculos adicionais para determinar a energia planejada para ser recebida da instalação solar e usada no processo.
Exemplo: Há duas lâmpadas de 75 watts e um computador de mesa de 300 watts em uma sala. A potência máxima necessária é de 2 ∙ 75W + 300W = 450W.
Determine sua ingestão diária de energia. Descubra o tempo (número de horas) que cada dispositivo eletrônico deve operar durante o dia. Depois de multiplicar a potência de cada dispositivo individual pelo tempo de operação, será obtido o valor desejado da energia necessária (em watts-hora por dia). Para obter a quantidade total de energia necessária para alimentar sua casa, você precisa somar todos os watts-hora recebidos.
É provável que este valor esteja um pouco subestimado, pois não leva em consideração as perdas de energia de todo o sistema elétrico (fios, transformadores, etc.). Você pode obter uma ideia aproximada, mas aproximadamente aproximada, de um valor real com perdas do sistema multiplicando o valor resultante por 1,5.
Por exemplo: 2 lâmpadas de 75 W funcionam 4 horas por dia.
Um computador de 300W também funciona 4 horas por dia. Total: 150 ∙ 4 + 300 ∙ 4 = 1800 watt-hora. 1800 ∙ 1,5= 2700 watt-hora ou 2,7 kWh.
Determine o número de dias durante os quais você precisa de autonomia da bateria sem recarregar. Em média, será de dois a cinco dias.
Agora você pode calcular a capacidade mínima necessária da bateria (A∙h) por cálculo. Para fazer isso, você precisa multiplicar o número de watts-hora por dia pelo número de dias que foi determinado no parágrafo anterior, que será 50% da descarga de suas baterias. Portanto, multiplique esse valor por dois e converta o resultado em quilowatts-hora para amperes-hora (A∙h). Isso pode ser feito dividindo o valor resultante pela tensão da bateria.
Exemplo: você deseja que a bateria dure três dias sem recarregar e deseja usar 3,15 kWh por dia. Ou seja, 2,7 ∙ 3 ∙ 2 \u003d 16,2 kWh – esta é a energia que você planeja receber das baterias. Para converter isso para A∙h e encontrar a capacidade necessária da bateria, você deve dividir o valor da energia resultante pela tensão do sistema, que geralmente é de 12, 24 ou 48 V em painéis solares. Se, por exemplo, for usado 48 V, o capacidade mínima será 16200 / 48 = 338Ah
Agora, ao dividir a capacidade de todo o sistema pela capacidade nominal da bateria, você determinará o número de baterias necessário.
Para tornar tudo mais fácil e preciso, você pode usar calculadoras online especiais para calcular características técnicas ou entrar em contato com especialistas.
Conexão da bateria
Antes de comprar baterias, você precisa descobrir seu número. Um papel importante será desempenhado pela forma como eles estão conectados. O principal desafio é encontrar a melhor configuração para produzir a capacitância e a tensão desejadas. Existem duas maneiras principais de conectar baterias em um circuito: paralelo e série. Quando conectado em série, a tensão da bateria aumenta e, quando conectado em paralelo, a corrente aumenta. As conexões em série e em paralelo podem ser combinadas para obter os valores de tensão e capacitância necessários (a chamada conexão combinada).
Escrevemos acima que você pode determinar o número de baterias de que precisa dividindo a capacidade do seu sistema pela potência nominal de suas baterias. Na verdade, depende muito de como você conecta todo o sistema. Considere também algumas nuances. Por exemplo, se uma bateria nova for conectada em paralelo a uma bateria já em funcionamento, isso pode levar a uma deterioração na operação do circuito e a uma diminuição da vida útil do sistema como um todo. Pela mesma razão, é indesejável conectar baterias de diferentes capacidades entre si em um circuito. Existe uma opinião de que, idealmente, para o funcionamento eficiente de uma bateria solar, é preferível usar uma longa cadeia de baterias conectadas em série. Infelizmente, isso nem sempre é possível devido aos requisitos de tensão e capacitância.
Algumas adições às regras gerais de instalação
- Obviamente, em instalações solares usadas na vida cotidiana ou na indústria, onde é necessária muita eletricidade (para alimentar um grande número de aparelhos elétricos, iluminação, etc.), uma bateria não é suficiente. Para tal carga, geralmente são usados conjuntos inteiros de baterias, cuja tensão, em regra, é um múltiplo de 12 V. Dependendo da potência operacional e da tensão necessária “na saída”, como escrevemos acima, elas podem ser conectados uns aos outros em paralelo, em série, ou de ambos os modos.
- As baterias são preferencialmente colocadas próximas umas das outras para que o comprimento total dos fios seja mínimo. Isso se deve ao fato de que à medida que o comprimento do cabo aumenta, a resistência elétrica aumenta e, consequentemente, a eficiência de todo o sistema diminui.
- A bateria montada é conectada a um controlador que controla a carga da bateria, bem como a um inversor – ele converte a energia solar acumulada em energia elétrica. Esse sistema pode ser usado para fornecimento de energia permanente (durante todo o ano e 24 horas por dia) para casas ou outros objetos, acumulando eletricidade por um longo tempo, e pode ser usado como fonte de energia adicional ou de backup.
- Para que as baterias tenham uma vida útil máxima, elas funcionem de forma eficiente e com perda mínima de energia, elas precisam criar certas condições. É desejável que a umidade não entre neles e a temperatura ambiente esteja na faixa de 8 a 25ºС. Portanto, esses sistemas, como regra, são instalados em edifícios e não na rua.
- As baterias têm um peso significativo, por isso é melhor colocá-las no chão ou em prateleiras bem fixadas, racks. É importante evitar deixar cair a bateria de uma altura – isso pode danificar o dispositivo, e se a bateria estiver com eletrólito líquido e estiver despressurizada por queda, pode ser perigoso para a saúde das pessoas.
Não é recomendado instalar baterias em instalações residenciais, embora as tecnologias modernas proporcionem maiores medidas de segurança ambiental para baterias. Ao mesmo tempo, não há necessidade de tomar medidas especiais nas instalações onde as baterias serão localizadas.