sexta-feira , 15 dezembro 2017
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Baterias – Garantia de operação segura à noite e em dias nublados

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Imagem: Kjpargeter – Freepik.com

Responsáveis pelo armazenamento de energia, baterias são essenciais nos sistemas isolados de energia solar fotovoltaica

Dentro dos sistemas de energia solar fotovoltaica, as baterias são específicas nos sistemas isolados (off-grid) e têm a função de armazenamento de energia. Desta forma, quando há pouca ou nenhuma incidência solar, como em dias nublados ou nos períodos noturnos, elas asseguram o abastecimento do sistema, permitindo aos outros equipamentos que continuem operando normalmente.

 

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Rodrigo Sauaia, da ABSOLAR

“A necessidade de baterias em sistemas isolados não representa uma desvantagem, se compararmos aos sistemas conectados à rede”, comenta Rodrigo Sauaia, presidente executivo da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR).

“As funções desempenhadas são diferentes. Para que os itens funcionem independentemente nos sistemas off-grid, as baterias garantem o suprimento de energia elétrica em diferentes condições e durante um período maior de tempo”, complementa. Uma das desvantagens é que um sistema isolado demanda maior investimento, por conta das baterias.

Elas compõem o único tipo de equipamento dentro do chamado bloco de armazenamento dos sistemas fotovoltaicos. Suas taxas de carga e descarga são garantidas pelos controladores de carga, que controlam o fluxo de energia que entra e sai, preservando sua estabilidade química. “Se elas são descarregadas ou carregadas muito rapidamente, isso prejudica sua vida útil a longo prazo”, completa Sauaia. Sem o controlador, o risco é que a vida útil delas seja até diminuído.

 

Os tipos de baterias e suas aplicações no mercado

A quantidade de energia armazenada pelas baterias é medida em ampère-hora (Ah). São diferentes tecnologias, com chumbo-ácido e íon-lítio entre as mais reconhecidas. A bateria tem um custo significativo dentro de um sistema solar, mas tem tido reduções altas, em especial as de íon-lítio. Nos próximos anos, a expectativa é de uma queda de custo da casa de 75%.

 

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Grupo de baterias de um sistema de energia solar fotovoltaica com 1400 Ah e 12V, para armazenar 4 kW – Flickr

 

O tipo mais comum adotado nos sistemas isolados são as chamadas estacionárias comuns, destinadas majoritariamente a funções que demandam por uma corrente elétrica moderada durante períodos mais longos, ao invés de sobrecargas durante poucos segundos. Têm um ciclo mais longo, com vida útil variando entre 3 e 5 anos, em média. São modelos com placas mais grossas, para suportar descargas mais profundas.

Outro tipo são as estacionárias OPzS (representação das siglas: “O”, de estacionário; “Pz”, de placa tubular; e “S” de inundado), ventiladas com eletrólito líquido – geralmente composto de ácido sulfúrico diluído – e com placa tubular. Num geral, sua vida útil pode ultrapassar 10 anos, dependendo da temperatura em que é mantida. Possuem expectativa de aproximadamente 80% de profundidade de descarga e de 1500 ciclos. Geralmente, têm uma tensão de célula de 2V e são conectados em série para produzir tensões mais altas.

Apesar dos preços mais baixos no mercado, apresentam duas desvantagens. Elas requerem maior manutenção, pelo fato de liberarem gás e serem ventiladas. Ou seja, é necessário repor água com certa regularidade. Sob condições normais de temperatura e funcionamento, a água destilada deve ser adicionada apenas a cada dois ou três anos. Outro fator é que a aplicação deve ser no local mais apropriado do sistema, devido ao risco de explosão.

Há um tipo variante, mas com poucas mudanças em relação aos modelos OPzS. Trata-se das estacionárias OPzV. São reguladas por válvulas (daí a sigla “V”) e possuem eletrólito de gel. Num geral, a vida útil do equipamento é a mesma, acima de 10 anos – desde que mantidas a temperatura adequada e o correto funcionamento –, mas a camada de gel garante maior estabilidade e segurança ao sistema. Há baterias desse tipo com entre 60 e 3000 Ah e atingindo tensão de 12V.

“Existem diferentes e variados tipos disponíveis no mercado. E é sempre importante ressaltar que não é nada adequado tampouco eficiente utilizar baterias automotivas em sistemas de energia solar fotovoltaica”, lembra Sauaia. Elas possuem vida útil estimada em dois anos. E por conta do alternador, estão sempre carregadas. Além disso, suportam aproximadamente apenas 10% de sua capacidade total.

 

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Pequeno sistema para alimentação de alto-falantes – Flickr

 

A aplicação das baterias destinadas à energia solar fotovoltaica vai depender muito do projeto a que serão destinadas, assim como o dimensionamento. “Num poste solar fotovoltaico, com lâmpadas LED, por exemplo, são aplicados apenas equipamentos de pequeno porte, sendo somente uma bateria e um módulo fotovoltaico. É completamente diferente de um sistema de telecomunicação, que requer muito mais equipamentos”, exemplifica Sauaia.

O armazenamento de energia de uma forma eficiente e principalmente econômica ainda continua sendo um desafio para o segmento. Pesquisadores ligados à Universidade de Stanford, nos Estados Unidos trabalham numa solução recarregável e com longo ciclo de vida, produzido com três materiais com preços relativamente baixos e em abundância, o grafite, o alumínio e a ureia.

 

 

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