Dimensionamento de sistema solar autônomo off-grid
Descubra como realizar o dimensionamento de um sistema solar Off grid.
Tipos de sistemas fotovoltaicos
Existem três principais tipos de sistemas fotovoltaicos: os conectados à rede; os que são autônomos; e aqueles que são híbridos. Entenda melhor cada um deles abaixo.
Conectados à rede ou on-grid
Esses modelos, como o próprio nome sugere, são conectados à rede de distribuição pública. Sua principal vantagem está na obtenção de créditos pela produção de energia elétrica excedente, que pode ser usada para abater o valor da conta de luz.
Por ser conectado à rede, esse sistema pode continuar sendo utilizado mesmo durante a noite, quando não há a produção de energia solar.
Sistemas autônomos ou off-grid
Já os sistemas autônomos não possuem conexão com a rede de distribuição. A produção excedente de energia é armazenada em baterias, que continuam fornecendo a alimentação durante a noite.
Sistemas híbridos
O sistema híbrido tem características de ambos os sistemas de geração de energia, unindo a ação de baterias e a conexão com a rede de distribuição para garantir todos os benefícios da produção autônoma enquanto ainda conta com ajuda externa.
As grandezas elétricas
Durante o dimensionamento de sistemas de geração de energia solar, é necessário o conhecimento das principais grandezas. Isso ocorre porque muitas das variáveis são medidas por meio delas. Entenda:
- Volts (V): essa é a grandeza utilizada para medir a tensão de um sistema;
- Ampère (I): o ampère é muito usado para medir a corrente de um sistema;
- Watt (W): utilizada para medição de potência dentro de um sistema.
O dimensionamento correto deve ser feito calculando-se todas as grandezas na mesma base. Isso quer dizer que, se o cálculo está em Watt, por exemplo, toda a conta deve ser feita levando essa grandeza em consideração.
Algumas outras medidas importantes para o dimensionamento de sistemas de energia solar são:
- Wp: Watt-pico;
- Wh: Watt-hora;
- 1 kW: 1000 Watts;
- Ap ou Ip: Ampère de pico;
- Ah ou Ih: Ampère-hora.
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Requisitos para o dimensionamento do sistema fotovoltaico off-grid
O processo de dimensionamento precisa seguir os seguintes passos:
- Verificação do consumo em Watt;
- Cálculo do consumo médio dos aparelhos;
- Estimativa de horas de consumo energético;
- Estimativa de consumo diário em Watt ou kW/dia.
Nessa conta, devem ser considerados todos os itens que consomem energia, desde lâmpadas até aparelhos de ar-condicionado ou máquinas.
Descobrindo a quantidade de consumo do local
Para entender qual a quantidade de energia necessária, prepare uma tabela com todos os aparelhos e equipamentos na casa, incluindo seu consumo em Watt e a quantidade de horas, em média, que eles funcionarão. Multiplique os valores e o resultado será o consumo diário de todos os aparelhos.
Dimensionamento e instalação de painéis
A quantidade de painéis necessários vai depender da demanda de energia elétrica, além da escolha da tecnologia utilizada, já que estas variam em eficiência. Além disso, a incidência solar na região da instalação também influencia diretamente na capacidade de produção do sistema.
A potência do sistema pode ser encontrada multiplicando-se a demanda total de energia pelas horas úteis de insolação sobre as placas solares. O resultado será a quantidade ideal que precisa ser produzida para que a necessidade seja suprida.
Dimensionamento do controlador de carga
O controlador de carga é um equipamento presente apenas nos sistemas que utilizam baterias, os off-grid ou híbridos. Seu funcionamento ocorre de acordo com a tensão dos painéis solares e a corrente que resulta de seu funcionamento.
Quando a corrente total é maior que a capacidade do controlador, é comum que a instalação seja dividida em barramentos, distribuindo a potência produzida em diversas linhas.
Tudo sobre o controlador de carga PWM
Dimensionamento das baterias
A capacidade das baterias será designada pelo cálculo da corrente produzida pelos painéis, multiplicada pelas horas de insolação. Quanto maior a capacidade das baterias, maior será a autonomia dos sistemas off-grid.
Sob hipótese alguma baterias de carro devem ser utilizadas em sistemas de produção de energia solar. A razão para isso está na curva de descarga desses equipamentos, que é muito diferente das que podem ser observadas em baterias específicas para aplicação em sistemas fotovoltaicos.
A instalação de baterias precisa sempre utilizar fusíveis, disjuntores ou diodos para proteção do sistema. A instalação também pode se beneficiar do uso de baterias da mesma marca e potência quando servem ao mesmo sistema.
Dimensionamento do inversor solar
Painéis solares produzem energia em corrente contínua, mas a maior parte dos aparelhos domésticos utiliza corrente alternada. Por isso, os inversores são parte importante dos sistemas de energia solar. Existem dois principais tipos:
- Modificados: são inversores de ótimo custo-benefício que geram uma energia em onda quadrática;
- Puros: podem ser usados para geração de corrente alternada em qualquer aplicação.
A potência do inversor precisa ser maior do que o consumo de todos os equipamentos somados, mesmo durante o pico.
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