Como funciona uma bateria solar?|Armazenamento de energia explicado

Uma bateria solar pode ser uma adição importante ao seu sistema de energia solar.Ele ajuda a armazenar o excesso de eletricidade que você pode usar quando seus painéis solares não estão gerando energia suficiente e oferece mais opções de como alimentar sua casa.

Se você está procurando a resposta para "Como funcionam as baterias solares?", este artigo explicará o que é uma bateria solar, a ciência da bateria solar, como as baterias solares funcionam com um sistema de energia solar e os benefícios gerais do uso de energia solar armazenamento da bateria.

O que é uma bateria solar?

Vamos começar com uma resposta simples para a pergunta “O que é uma bateria solar?”:

Uma bateria solar é um dispositivo que você pode adicionar ao seu sistema de energia solar para armazenar o excesso de eletricidade gerado por seus painéis solares.

Você pode usar essa energia armazenada para alimentar sua casa nos momentos em que seus painéis solares não geram eletricidade suficiente, incluindo noites, dias nublados e durante quedas de energia.

O objetivo de uma bateria solar é ajudá-lo a usar mais a energia solar que você está criando.Se você não tiver armazenamento de bateria, qualquer excesso de eletricidade da energia solar vai para a rede, o que significa que você está gerando energia e fornecendo a outras pessoas sem tirar o máximo proveito da eletricidade que seus painéis criam primeiro.

Para mais informações, confira nossoGuia de bateria solar: benefícios, recursos e custo

A ciência das baterias solares

As baterias de íons de lítio são a forma mais popular de baterias solares atualmente no mercado.Esta é a mesma tecnologia usada para smartphones e outras baterias de alta tecnologia.

As baterias de íons de lítio funcionam por meio de uma reação química que armazena energia química antes de convertê-la em energia elétrica.A reação ocorre quando os íons de lítio liberam elétrons livres, e esses elétrons fluem do ânodo carregado negativamente para o cátodo carregado positivamente.

Esse movimento é incentivado e aprimorado pelo eletrólito de sal de lítio, um líquido dentro da bateria que equilibra a reação fornecendo os íons positivos necessários.Esse fluxo de elétrons livres cria a corrente necessária para que as pessoas usem eletricidade.

Quando você extrai eletricidade da bateria, os íons de lítio fluem de volta pelo eletrólito para o eletrodo positivo.Ao mesmo tempo, os elétrons se movem do eletrodo negativo para o eletrodo positivo através do circuito externo, alimentando o dispositivo conectado.

As baterias de armazenamento de energia solar doméstica combinam várias células de bateria de íons com eletrônicos sofisticados que regulam o desempenho e a segurança de todo o sistema de bateria solar.Assim, as baterias solares funcionam como baterias recarregáveis ​​que usam a energia do sol como entrada inicial que inicia todo o processo de criação de uma corrente elétrica.

Comparando tecnologias de armazenamento de bateria

Quando se trata de tipos de baterias solares, existem duas opções comuns: íons de lítio e chumbo-ácido.As empresas de painéis solares preferem baterias de íons de lítio porque podem armazenar mais energia, manter essa energia por mais tempo do que outras baterias e ter uma profundidade de descarga mais alta.

Também conhecido como DoD, Depth of Discharge é a porcentagem em que uma bateria pode ser usada, relacionada à sua capacidade total.Por exemplo, se uma bateria tiver um DoD de 95%, ela pode usar com segurança até 95% da capacidade da bateria antes de precisar ser recarregada.

Bateria de íon de lítio

Como mencionado anteriormente, os fabricantes de baterias preferem a tecnologia de bateria de íons de lítio por seu maior DoD, vida útil confiável, capacidade de reter mais energia por mais tempo e tamanho mais compacto.No entanto, devido a esses inúmeros benefícios, as baterias de íons de lítio também são mais caras em comparação com as baterias de chumbo-ácido.

Bateria de chumbo ácido

As baterias de chumbo-ácido (a mesma tecnologia que a maioria das baterias de carros) existem há anos e têm sido amplamente usadas como sistemas de armazenamento de energia em casa para opções de energia fora da rede.Embora ainda estejam no mercado a preços acessíveis, sua popularidade está diminuindo devido ao baixo DoD e à vida útil mais curta.

Armazenamento Acoplado AC vs. Armazenamento Acoplado DC

Acoplamento refere-se a como seus painéis solares são conectados ao seu sistema de armazenamento de bateria e as opções são acoplamento de corrente contínua (DC) ou acoplamento de corrente alternada (AC).A principal diferença entre os dois está no caminho percorrido pela eletricidade que os painéis solares criam.

As células solares criam eletricidade CC, e essa eletricidade CC deve ser convertida em eletricidade CA antes de poder ser usada em sua casa.No entanto, as baterias solares só podem armazenar eletricidade CC, portanto, existem diferentes maneiras de conectar uma bateria solar ao seu sistema de energia solar.

Armazenamento Acoplado DC

Com o acoplamento DC, a eletricidade DC criada pelos painéis solares flui através de um controlador de carga e depois diretamente para a bateria solar.Não há alteração de corrente antes do armazenamento e a conversão de CC para CA ocorre apenas quando a bateria envia eletricidade para sua casa ou de volta para a rede.

Uma bateria de armazenamento acoplada a CC é mais eficiente, porque a eletricidade só precisa mudar de CC para CA uma vez.No entanto, o armazenamento acoplado a DC normalmente requer uma instalação mais complexa, o que pode aumentar o custo inicial e prolongar o cronograma geral de instalação.

Armazenamento Acoplado AC

Com o acoplamento CA, a eletricidade CC gerada por seus painéis solares passa primeiro por um inversor para ser convertida em eletricidade CA para uso diário por aparelhos em sua casa.Essa corrente CA também pode ser enviada para um inversor separado para ser convertida novamente em corrente CC para armazenamento na bateria solar.Quando é hora de usar a energia armazenada, a eletricidade flui para fora da bateria e volta para um inversor para ser convertida novamente em eletricidade CA para sua casa.

Com o armazenamento acoplado a CA, a eletricidade é invertida três vezes separadas: uma vez ao ir dos painéis solares para a casa, outra ao ir da casa para o armazenamento da bateria e uma terceira vez ao voltar do armazenamento da bateria para a casa.Cada inversão resulta em algumas perdas de eficiência, de modo que o armazenamento acoplado a CA é um pouco menos eficiente do que um sistema acoplado a CC.

Ao contrário do armazenamento acoplado a CC que armazena apenas energia de painéis solares, uma das grandes vantagens do armazenamento acoplado a CA é que ele pode armazenar energia de painéis solares e da rede.Isso significa que, mesmo que seus painéis solares não estejam gerando eletricidade suficiente para carregar totalmente sua bateria, você ainda pode abastecer a bateria com eletricidade da rede para fornecer energia de backup ou aproveitar a arbitragem da taxa de eletricidade.

Também é mais fácil atualizar seu sistema de energia solar existente com armazenamento de bateria acoplado a CA, porque ele pode ser adicionado a um projeto de sistema existente, em vez de precisar ser integrado a ele.Isso torna o armazenamento de bateria acoplada AC uma opção mais popular para instalações de retrofit.

Como as baterias solares funcionam com um sistema de energia solar

todo o processo começa com os painéis solares no telhado gerando energia.Aqui está um detalhamento passo a passo do que acontece com um sistema acoplado a DC:

1. A luz solar atinge os painéis solares e a energia é convertida em eletricidade DC.
2. A eletricidade entra na bateria e é armazenada como eletricidade CC.
3. A eletricidade CC sai da bateria e entra em um inversor para ser convertida em eletricidade CA que a casa pode usar.

O processo é ligeiramente diferente com um sistema acoplado a CA.

1. A luz solar atinge os painéis solares e a energia é convertida em eletricidade DC.
2. A eletricidade entra no inversor para ser convertida em eletricidade CA que a casa pode usar.
3. O excesso de eletricidade flui através de outro inversor para se transformar em eletricidade CC que pode ser armazenada para mais tarde.
4. Se a casa precisar usar a energia armazenada na bateria, essa eletricidade deve fluir novamente pelo inversor para se tornar eletricidade CA.

Como as baterias solares funcionam com um inversor híbrido

Se você tiver um inversor híbrido, um único dispositivo pode converter eletricidade CC em eletricidade CA e também pode converter eletricidade CA em eletricidade CC.Como resultado, você não precisa de dois inversores em seu sistema fotovoltaico (PV): um para converter eletricidade de seus painéis solares (inversor solar) e outro para converter eletricidade da bateria solar (inversor de bateria).

Também conhecido como inversor baseado em bateria ou inversor híbrido ligado à rede, o inversor híbrido combina um inversor de bateria e um inversor solar em um único equipamento.Ele elimina a necessidade de ter dois inversores separados na mesma configuração, funcionando como um inversor para a eletricidade de sua bateria solar e a eletricidade de seus painéis solares.

Os inversores híbridos estão crescendo em popularidade porque funcionam com e sem armazenamento de bateria.Você pode instalar um inversor híbrido em seu sistema de energia solar sem bateria durante a instalação inicial, oferecendo a opção de adicionar armazenamento de energia solar no futuro.

Benefícios do armazenamento de bateria solar

Adicionar backup de bateria para painéis solares é uma ótima maneira de garantir que você aproveite ao máximo seu sistema de energia solar.Aqui estão alguns dos principais benefícios de um sistema de armazenamento de bateria solar em casa:

Armazena Excesso de Geração de Eletricidade

Seu sistema de painel solar geralmente pode produzir mais energia do que você precisa, especialmente em dias ensolarados, quando ninguém está em casa.Se você não tiver armazenamento de bateria de energia solar, a energia extra será enviada para a rede.Se você participa de umprograma de medição de rede, você pode ganhar crédito por essa geração extra, mas geralmente não é uma proporção de 1:1 para a eletricidade que você gera.

Com o armazenamento da bateria, a eletricidade extra carrega sua bateria para uso posterior, em vez de ir para a rede.Você pode usar a energia armazenada durante os períodos de geração mais baixa, o que reduz sua dependência da rede elétrica.

Fornece alívio de quedas de energia

Como suas baterias podem armazenar o excesso de energia criado por seus painéis solares, sua casa terá eletricidade disponível durante quedas de energia e outras vezes quando a rede cair.

Reduz sua pegada de carbono

Com o armazenamento de bateria do painel solar, você pode se tornar verde aproveitando ao máximo a energia limpa produzida pelo seu sistema de painel solar.Se essa energia não for armazenada, você dependerá da rede quando seus painéis solares não gerarem o suficiente para suas necessidades.No entanto, a maior parte da eletricidade da rede é produzida usando combustíveis fósseis, portanto, você provavelmente estará usando energia suja ao extrair da rede.

Fornece eletricidade mesmo depois que o sol se põe

Quando o sol se põe e os painéis solares não estão gerando eletricidade, a rede intervém para fornecer a energia necessária se você não tiver armazenamento de bateria.Com uma bateria solar, você usará mais sua própria eletricidade solar à noite, proporcionando mais independência energética e ajudando a manter sua conta de eletricidade baixa.

Uma solução silenciosa para necessidades de energia de backup

Uma bateria de energia solar é uma opção de armazenamento de energia de backup 100% silenciosa.Você se beneficia de energia limpa sem manutenção e não precisa lidar com o ruído que vem de um gerador de reserva movido a gás.

Principais conclusões

Compreender como funciona uma bateria solar é importante se você estiver pensando em adicionar armazenamento de energia do painel solar ao seu sistema de energia solar.Como funciona como uma grande bateria recarregável para sua casa, você pode aproveitar qualquer excesso de energia solar que seus painéis solares criem, dando a você mais controle sobre quando e como usar a energia solar.

As baterias de íons de lítio são o tipo mais popular de bateria solar e funcionam por meio de uma reação química que armazena energia e a libera como energia elétrica para uso em sua casa.Quer você escolha um sistema de acoplamento CC, acoplamento CA ou híbrido, você pode aumentar o retorno do investimento do seu sistema de energia solar sem depender da rede.