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Bateria solar de lítio

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bateria solar de lítio

As baterias solares de lítio são soluções avançadas de armazenamento de energia que combinam a potência da energia solar com a eficiência e fiabilidade da tecnologia de iões de lítio. Estas baterias foram concebidas para armazenar a energia gerada pelos painéis solares e fornecer uma fonte de energia sustentável e renovável.

As baterias solares de lítio oferecem aos proprietários de casas com painéis solares a flexibilidade de se manterem ligados à rede eléctrica ou mesmo de desligarem completamente a sua casa da rede. Embora as baterias solares de lítio não sejam o único tipo de bateria compatível com os painéis solares, têm características que as tornam a escolha mais vendida.

A melhor bateria solar de iões de lítio

O que é uma bateria solar de lítio?

Quando opta pela energia solar, tem uma série de painéis solares instalados no seu telhado. Se não estiver familiarizado com o funcionamento dos painéis solares, estes recolhem a energia do sol e convertem-na numa corrente eléctrica. Esta eletricidade de corrente contínua (CC) passa depois por um inversor, que a transforma em corrente alternada (CA), o tipo de eletricidade utilizada nas casas.

Normalmente, os sistemas solares domésticos estão ligados à rede eléctrica local. Isto significa que qualquer energia excedente gerada pelo seu sistema de energia solar é direccionada de volta para a rede. Se o seu fornecedor de serviços públicos oferecer um programa de contagem de energia líquida, pode ganhar créditos por esta energia excedente. Por outro lado, se o seu sistema solar não gerar energia suficiente para alimentar a sua casa num determinado momento, irá retirar energia da rede.

As baterias solares são sistemas de armazenamento de energia renovável concebidos para armazenar a energia gerada pelo seu sistema solar em vez de a alimentar de volta à rede. Isto permite-lhe utilizar a energia armazenada durante os períodos em que os seus painéis solares não estão a produzir energia, como depois do pôr do sol ou em dias nublados. As baterias solares de lítio, normalmente compostas por fosfato de ferro e lítio, são normalmente utilizadas como dispositivos de armazenamento de energia.

Prós e contras das baterias solares

Tal como os painéis solares, as baterias solares têm as suas próprias vantagens e desvantagens. Uma bateria solar pode ajudá-lo a reduzir os seus custos de eletricidade, fornecer proteção contra falhas de energia e diminuir a sua dependência da rede eléctrica. No entanto, as baterias solares são também muito caras, custando por vezes tanto como os próprios painéis solares.

Dependendo do tamanho do seu sistema solar, é provável que precise de mais do que uma bateria. Se planeia ficar fora da rede, prepare-se para gastar ainda mais dinheiro em armazenamento solar.

Vantagens:

  • Energia de reserva durante os cortes de energia
  • Menor dependência da rede eléctrica
  • Menos afetado pelos aumentos das tarifas de eletricidade
  • Monitorização energética mais fácil

Desvantagens:

  • As baterias solares são muito caras
  • Poderá necessitar de várias pilhas
  • Custos de manutenção

Como escolher a melhor bateria solar

Há muito mais a considerar para além do preço. Vai querer uma bateria que corresponda à utilização de energia do seu agregado familiar e que possa produzir energia suficiente para satisfazer as necessidades de eletricidade da sua casa. Quanto mais aparelhos de grandes dimensões tiver, como equipamento AVAC, frigoríficos ou mesmo veículos eléctricos, maior será a potência necessária.

Também deve considerar a modularidade da bateria (a capacidade de adicionar mais capacidade de energia, se necessário) e a compatibilidade com os seus painéis solares. Uma vez que as baterias solares são caras, é prudente comparar também as garantias das baterias. Uma bateria solar tem normalmente uma vida útil de cinco a 15 anos, com a maioria dos fabricantes a oferecer uma garantia de 10 anos.

Escolher uma bateria solar não é fácil e não é uma decisão que deva ser tomada por impulso. Leve o seu tempo a avaliar todas as suas opções e a obter orçamentos de diferentes instaladores para encontrar a melhor bateria para as necessidades energéticas específicas do seu agregado familiar.

A diferença entre acoplamento AC e DC

O seu sistema de bateria solar será acoplado a CA ou a CC. A principal diferença entre os dois é o caminho que a eletricidade percorre desde os seus painéis solares até à sua bateria. DC refere-se a corrente contínua, em que a eletricidade flui apenas num sentido, enquanto AC denota corrente alternada, em que a corrente muda de direção em intervalos.

Num sistema acoplado a CA, a eletricidade armazenada na sua bateria tem de ser invertida - comutada entre CA e CC - várias vezes antes de poder alimentar a sua casa. Nesta configuração, a eletricidade CC flui dos seus painéis solares para um inversor, que a transforma em eletricidade CA para a sua casa. A eletricidade CA é depois convertida de novo em eletricidade CC para ser armazenada na bateria.

Num sistema acoplado DC, a eletricidade DC gerada pelos seus painéis solares só precisa de ser invertida uma vez (para eletricidade AC) para alimentar a sua casa, ou pode permanecer como eletricidade DC e ir diretamente para o armazenamento em bateria.

Cada tipo de sistema tem os seus prós e contras. Os sistemas acoplados em CA tendem a ser mais fáceis e mais baratos de instalar, mas são menos eficientes do que os sistemas acoplados em CC. Os sistemas acoplados a CC são mais complexos e normalmente mais caros de instalar, mas tendem a ser mais eficientes e a ter melhores métricas de desempenho.

Compatibilidade

Nem todas as baterias solares são compatíveis com todos os sistemas de painéis solares. Algumas baterias só são compatíveis com alguns fabricantes de painéis solares, enquanto outras são mais compatíveis com terceiros. Antes de se decidir por uma bateria solar, certifique-se de que sabe quais as baterias compatíveis com os seus painéis solares.

Se já tem painéis solares instalados mas não tem bateria, saiba que algumas baterias não são compatíveis com os sistemas solares existentes e só podem ser instaladas com um sistema totalmente novo. Um instalador deve poder informá-lo sobre quais as baterias solares compatíveis com o seu sistema solar atual.

Capacidade da bateria

A capacidade de uma bateria é a quantidade de energia que pode armazenar, expressa como uma unidade de potência ao longo do tempo, designada por quilowatt-hora (kWh). Quanto maior for a capacidade em kWh, mais energia a bateria pode armazenar e utilizar. No entanto, uma bateria mais pequena não é necessariamente inferior; a sua potência de saída pode ser inferior, mas se satisfizer as suas necessidades, é adequada.

Resumindo: o tamanho não é tudo. Instale uma bateria que possa satisfazer as necessidades de consumo de energia da sua casa e que seja suficientemente modular para permitir futuras actualizações, se necessário. Para determinar o tamanho certo da bateria para a sua casa, considere a possibilidade de fazer uma auditoria energética à sua casa ou pergunte ao seu instalador se pode fazer uma para si.

Modularidade da bateria

A modularidade de uma bateria (ou capacidade de empilhamento) refere-se ao grau de flexibilidade da capacidade global da bateria. Indica a facilidade com que pode personalizar a sua bateria para responder a alterações nas necessidades energéticas da sua casa. Se as necessidades energéticas da sua casa aumentarem com o tempo, precisará de uma bateria maior.

Ao considerar a modularidade de uma bateria, faça a si próprio algumas perguntas: Posso atualizar a mesma bateria ou tenho de comprar uma bateria totalmente nova? Quantas baterias posso ligar ao mesmo tempo? Têm de ser do mesmo tamanho?

Por exemplo, digamos que comprou uma bateria de 12 kWh, que é suficiente para já. No entanto, um ano mais tarde, se decidir instalar um carregador de veículos eléctricos ou ampliar a sua casa, as suas necessidades energéticas podem ultrapassar a capacidade da sua bateria de 12 kWh. Se a sua bateria for modular, poderá aumentar a sua capacidade adicionando outra bateria do mesmo tamanho, instalando uma bateria de tamanho diferente ou actualizando a capacidade da sua bateria existente em incrementos mais pequenos (normalmente de dois ou três kWh). A modularidade da sua bateria depende do fabricante; algumas baterias são concebidas para facilitar as actualizações de capacidade, enquanto outras não o são.

Eficiência na viagem de ida e volta

A eficiência de ida e volta de uma bateria refere-se ao grau de eficiência da bateria no armazenamento de energia. Mede a percentagem de energia fornecida à bateria que é efetivamente armazenada para utilização posterior. Quanto maior for a eficiência de ida e volta de uma bateria, menos energia é perdida durante o processo de armazenamento, tornando a bateria mais eficiente. Por exemplo, se uma bateria tiver uma eficiência de ida e volta de 80%, isso significa que 20% da eletricidade se perde durante o armazenamento. A maioria das baterias solares tem uma eficiência de ida e volta de cerca de 90%.

Profundidade de descarga

A profundidade de descarga refere-se à quantidade de energia que pode utilizar da bateria relativamente à sua capacidade máxima. A maioria dos fabricantes divulga a profundidade máxima de descarga de uma bateria, que representa a percentagem de energia que pode utilizar com segurança da bateria sem a danificar. Não é recomendável descarregar completamente a bateria, pois isso pode encurtar a sua vida útil e afetar a sua capacidade de manter a carga ao longo do tempo. A maioria das baterias solares tem uma capacidade máxima e uma capacidade utilizável, que podem ser utilizadas para calcular a profundidade da descarga.

Potência de saída

Todas as baterias solares têm classificações de potência de saída de pico e contínua. A potência de pico de saída refere-se à potência máxima que a bateria pode fornecer sem risco de danos, enquanto a potência de saída contínua é a quantidade de energia que a bateria pode produzir em qualquer altura. As classificações de potência de saída variam consoante o seu sistema esteja ligado à rede ou fora da rede, bem como a transparência do fabricante no fornecimento destas classificações. Um instalador de renome pode fornecer recomendações de potência de saída com base na utilização de energia e nas necessidades de energia da sua casa.

Garantia

Uma vez que as baterias solares são um investimento significativo, é importante ter em conta a garantia. A maioria das garantias das baterias solares cobrem um determinado número de anos, ciclos, capacidade no fim da garantia e rendimento. O período de garantia típico é de cerca de 10 anos, com cobertura para 4.000 a 6.000 ciclos e até 60% ou 70% da capacidade de fim de garantia da bateria. Ao comprar baterias solares, compare as garantias e analise cuidadosamente os termos do contrato.

Quanto custam as baterias solares de iões de lítio?

Determinar o custo exato das baterias de lítio pode ser um desafio. Geralmente, as baterias de lítio tendem a ser mais acessíveis quando integradas em sistemas de energia solar recém-construídos, em vez de serem adaptadas a configurações existentes. A sua integração em sistemas existentes pode exigir despesas adicionais, como novos inversores, o que pode aumentar o custo global. No entanto, é possível obter uma estimativa aproximada das despesas envolvidas.

Por si só, o preço das baterias de lítio varia tipicamente entre $150 e $210 por quilowatt-hora (kWh) para instalações solares mais pequenas, como matrizes fotovoltaicas (PV) residenciais. Este preço não cobre despesas adicionais de hardware, como um sistema de gestão de baterias (BMS) ou um controlador de carga solar para residências fora da rede. Além disso, estes preços por quilowatt-hora excluem despesas relacionadas com outro hardware, software ou mão de obra. Também não têm em conta potenciais incentivos ou descontos que possam estar disponíveis por parte de agências governamentais ou empresas de serviços públicos.

Porque é que o banco de baterias é a parte mais importante de um sistema solar

Um equívoco comum é pensar que os painéis solares são o componente mais importante de um sistema solar. Na realidade, é o banco de baterias que detém esta distinção. Muitos consumidores entram no domínio da energia solar comprando vários painéis solares para manter a carga das suas baterias de chumbo-ácido normais. No entanto, dar prioridade ao investimento no seu banco de baterias produz resultados superiores. Independentemente do número de painéis solares que possui, se o seu banco de baterias for inadequado para as suas necessidades, o desempenho do sistema é afetado.

Os painéis solares captam a energia solar para carregar o banco de baterias. Quando a luz solar diminui, por exemplo, durante a noite ou em dias nublados, a produção de energia do sistema pára. Assim, o banco de baterias torna-se a fonte de energia primária. O tamanho do banco de baterias determina a capacidade de energia disponível. Embora um painel solar maior possa acelerar o carregamento do banco de baterias, não aumenta a capacidade global da bateria.

As baterias solares de lítio são realmente as melhores para os painéis solares?

Sim, as baterias solares de lítio superam a concorrência quando se trata de armazenar energia para um sistema solar. São mais eficientes, carregam mais depressa, não necessitam de manutenção e duram muito mais tempo.

A eficiência resulta da sua resistência interna muito baixa, que permite que a bateria se carregue com perdas mínimas. Isto também significa que podem descarregar-se com perdas mínimas, assegurando que a entrada de energia é igual à saída de energia. Ao carregar uma bateria menos eficiente, qualquer perda representa energia solar que não pode ser recuperada. Tendo em conta estas vantagens, as baterias solares de lítio surgem como uma opção mais rentável do que outros tipos de baterias a longo prazo, apesar do seu preço superior.

Introdução ao sistema de gestão de baterias (BMS):

Um sistema de gestão da bateria (BMS) é um componente crucial na bateria solar de lítio. Garante o funcionamento seguro e eficiente da bateria, monitorizando e controlando vários parâmetros, como a tensão, a corrente e a temperatura. O BMS evita a sobrecarga, a descarga excessiva e o sobreaquecimento da bateria, maximizando assim o seu desempenho e vida útil.

Tipos de baterias solares

Existem quatro tipos principais de baterias solares: baterias de iões de lítio, de chumbo-ácido, de fluxo e de níquel-cádmio. A maioria das baterias solares que encontramos são de iões de lítio, enquanto as baterias de fluxo e de níquel-cádmio são mais orientadas para a indústria e não são adequadas para utilização residencial. Por outro lado, as baterias de chumbo-ácido são de qualidade inferior, mas mais baratas. Segue-se uma descrição dos diferentes tipos de baterias solares:

Baterias de iões de lítio:

Se estiver a instalar uma bateria solar para a sua casa, é provável que seja de iões de lítio. Estas baterias são um dos tipos mais comuns de baterias solares residenciais e têm uma elevada densidade energética, o que lhes permite armazenar mais capacidade energética num espaço mais pequeno. As baterias de iões de lítio também têm normalmente uma maior profundidade de descarga, o que lhe permite extrair mais energia da sua bateria com um menor risco de danos. Além disso, requerem pouca ou nenhuma manutenção, o que as torna populares para computadores, telemóveis e veículos. A desvantagem é que as baterias de iões de lítio são caras e tendem a sobreaquecer e a ficar danificadas com tensões mais elevadas. Uma instalação incorrecta pode resultar num incêndio.

Baterias de chumbo-ácido:

As baterias de chumbo-ácido existem há muito tempo, o que as torna outra escolha popular para as necessidades de baterias domésticas. Estas baterias têm uma densidade de energia e uma taxa de eficiência inferiores às de outros tipos de baterias, mas têm uma longa vida útil (com uma manutenção adequada) e uma base tecnológica mais madura. As baterias de chumbo-ácido também são geralmente mais baratas.

Baterias de fluxo:

Embora as baterias de fluxo sejam, de facto, um tipo de bateria solar, não é comum encontrá-las em muitas casas. As baterias de fluxo são maiores (cerca de 2,2 MWh de capacidade) e são normalmente utilizadas para armazenamento de energia à escala da rede. Uma vez que estas baterias são tão grandes, são incrivelmente caras e são mais adequadas para uso industrial, não para armazenamento de energia doméstica.

Pilhas de níquel-cádmio:

Como as baterias de níquel-cádmio são muito duráveis e funcionam bem em temperaturas extremas, são uma escolha popular para projectos comerciais e industriais de grande escala. As baterias de níquel-cádmio têm uma elevada densidade de energia, produzindo o dobro da energia de uma bateria de chumbo-ácido. Infelizmente, o cádmio é tóxico e está proibido em certas partes do mundo. As baterias de níquel-cádmio são também muito caras e geralmente não são apropriadas para uso residencial.

Como é que as baterias solares funcionam?

As baterias solares podem ser instaladas juntamente com o seu sistema de painéis solares para armazenar o excesso de energia que este produz. Quando os painéis não produzem energia durante a noite, pode utilizar a energia armazenada. Muitas opções de armazenamento de baterias solares vêm com um inversor para converter a energia CC armazenada na energia CA de que necessita, mas algumas exigem que compre o inversor separadamente.

Pode então utilizá-lo como um gerador de bateria solar para alimentar as necessidades de eletricidade. Isto ajuda as pessoas que procuram reduzir os custos de eletricidade, preparar-se para catástrofes ou ficar completamente fora da rede. As casas que ainda estão ligadas à rede eléctrica podem compensar o seu consumo com energia de reserva e funcionar com baterias até que o armazenamento se esgote.

A quantidade de eletricidade que uma bateria solar pode fornecer de uma só vez é medida em quilowatts (kW). Quilowatt-hora (kWh) refere-se à quantidade total de energia utilizada durante uma hora. A U.S. Energy Information Administration (EIA) afirma que uma casa americana média consome 901 kWh por mês, ou 30 kWh por dia. Com uma bateria que fornece 2,5 kWh, seriam necessárias 12 baterias para obter energia diária suficiente.

Uma vez que as baterias solares se auto-descarregam, a energia solar armazenada esgota-se com o tempo. A taxa de auto-descarga depende do tipo e da idade da bateria. As baterias mais recentes esgotam-se normalmente a uma taxa de 1% a 2% por mês, enquanto as baterias mais antigas podem esgotar-se até 2% por semana. Os conjuntos de painéis solares residenciais não requerem normalmente baterias solares. Ainda assim, o armazenamento de baterias de painéis solares reduz as suas facturas de serviços públicos, protege-o de falhas de energia e reduz a sua pegada de carbono. Se já tiver painéis solares, as baterias solares funcionam para armazenar energia para o futuro.

Perguntas frequentes:

As baterias solares de lítio têm normalmente uma vida útil de 10 a 15 anos, dependendo da utilização e da manutenção.

Sim, as baterias solares de lítio podem ser integradas nos sistemas solares existentes, desde que sejam compatíveis.

Sim, as baterias solares de lítio são seguras para utilização em interiores, uma vez que não produzem emissões ou gases nocivos durante o funcionamento.

Sim, a bateria solar de lítio pode ser carregada utilizando a rede eléctrica como fonte de energia de reserva quando a energia solar é insuficiente.

A bateria de iões de lítio oferece uma maior densidade energética, um ciclo de vida mais longo e um carregamento mais rápido em comparação com a bateria de chumbo-ácido.

No que diz respeito aos tipos de baterias solares, existem duas opções comuns: iões de lítio e chumbo-ácido. As empresas de painéis solares preferem as baterias de iões de lítio porque podem armazenar mais energia, manter essa energia durante mais tempo do que outras baterias e têm uma maior profundidade de descarga.

Sim. A proteção contra falhas de energia é uma das principais razões pelas quais os proprietários optam por instalar uma bateria doméstica. Se tiver painéis solares, a instalação de uma bateria solar permitir-lhe-á armazenar a eletricidade excedente gerada pelos seus painéis solares. Esta eletricidade armazenada pode ser utilizada em qualquer altura, mesmo durante uma falha de rede.

As baterias de lítio podem ser utilizadas para campistas fora da rede, mas nem sempre são necessárias. As baterias de chumbo-ácido são frequentemente mais baratas do que as baterias de lítio, pelo que muitas pessoas optam por estas baterias para as suas mochilas e cabanas. No entanto, as pessoas que acampam com mais frequência podem querer investir numa bateria de lítio porque têm um ciclo de vida mais longo.

Tanto as baterias de lítio como as baterias AGM têm os seus prós e contras, mas muitas pessoas escolhem baterias de lítio para os seus projectos solares ligados à rede devido à sua maior esperança de vida e baixa manutenção.

Os aspectos mais importantes a ter em conta são uma maior capacidade ampere-hora, um limite de descarga baixo para evitar danos, um sistema interno de gestão da bateria, um serviço de apoio ao cliente de qualidade e garantias competitivas.

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