Armazenamento de energia solar
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Armazenamento de bateria solar Armazenamento de energia solar

Actualmente, de um modo geral, apenas dois tipos de baterias estão comercialmente disponíveis para aplicações em sistemas solares fotovoltaicos (SPV).
E são:
Bateria de chumbo-ácido e bateria de iões de lítio
Neste tipo, existem principalmente três variedades:
(a). Tipo inundado(Placa plana e placa tubular)
(b). Bateria AGM VRLA
(c). Bateria VRLA Gelada
Destes tipos, a ordem de custo é Gelled>AGM>Flooded. Mas a maioria dos engenheiros opta por baterias com válvula regulada por gel, devido à sua maior duração de ciclo e tolerância a temperaturas mais elevadas.

Uma vez que as baterias inundadas requerem manutenção regular, aqueles que podem supervisionar as baterias podem ir para este tipo. Além disso, estas baterias emitem hidrogénio e gases de oxigénio e deve ser providenciada ventilação suficiente no espaço onde as baterias são instaladas. A recarga regular do electrólito com água e manter o topo das baterias limpo e livre de pó e spray ácido são importantes. Se não houver quartos espaçosos para baterias, devem ser preferidas baterias seladas com válvula regulada sem manutenção.

As pessoas que não podem assistir aos trabalhos de manutenção devem preferir baterias AGM ou Gel flutuantes/corrente de carga para a mesma voltagem. As baterias AGM são mais adequadas para aplicações de alta potência, devido à sua menor resistência interna. Destes dois tipos, as baterias AGM são mais quentes devido à maior eficiência de recombinação. Isto é devido às diferenças nas estruturas dos poros dos dois tipos. A vida útil das baterias em campo depende de vários factores e por isso os cientistas e engenheiros envolvidos no trabalho de I & D sobre baterias dependem de certos procedimentos estabelecidos em normas industriais como BIS (Indian Standards ), BS (British Standards), IEC (International Electrotechnical Commission), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), etc.

Em testes de vida acelerada realizados com baterias de placa plana e baterias tubulares, a vida foi estimada em 21,3 anos a 25°C e 27,5 anos a 25°C, respectivamente. Estas baterias foram fabricadas pela BAE Batterien GmbH, Berlim. [Wieland Rusch].

Para ensaios de vida acelerada a norma IEC 60 896-21 requer temperaturas de ensaio de 40°C e 55 ou 60°C e a norma IEEE 535 – 1986 requer 62,8°C. Foi realizado um teste de vida a 62,8°C nos tipos BAE OPzV (baterias de placa tubular selada VRLA), BAE OPzS (baterias de placa tubular inundada) e BAE OGi (baterias de placa plana inundada) e os resultados são relatados abaixo. As baterias foram carregadas por flutuação nos valores padrão: 2,25V para VRLA e 2,23V para as baterias inundadas. Durante o teste, o crescimento dos pólos, o aumento da corrente de flutuação e a mudança da capacidade de 3 horas foi monitorada a cada 50 dias.

Tabela 1 Resultados dos testes de expectativa de vida útil da bateria solar de acordo com IEEE 535-1986


[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Accelerated-Life-time-Tests-Rusch-2005.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.611.2155&rep=rep1&type=pdf]

Vida de acordo com IEEE 535-1986 OPzV (Baterias de placa tubular VRLA) OPzS (Baterias de Placa Tubular Inundada) OGi (Baterias de Placa Plana Inundada)
Vida a 62,8ºC (Dias) 450 550 425
Vida a 20ºC (Anos) 34.8 42.6 33
Vida a 25ºC (Anos) 22.5 27.5 21.3

Tabela 2 Duração do ciclo da bateria solar de diferentes tipos de baterias de chumbo-ácido

Victron energy fornece os seguintes dados para os seus produtos (www.victronenergy.com)

DOD (%) Vida em Número de Ciclos - Placa Plana AGM Vida em número de Ciclos - Placa Plana em Gel Vida em número de Ciclos - Gel de Placa Tubular
80 400 500 1500
50 600 750 2500
30 1500 1800 4500
Fig 5. DOD and number of cycles for AGM Gel and Gel long life batteries 1
Figura 1. DOD e número de ciclos para baterias AGM, Gel e Gel de longa duração (www.victronenergy.com)

Tabela 3 Vida útil das baterias AGM, Gel e Gel de longa duração

(www.victronenergy.com)

Vida flutuante AGM Baterias de Ciclo Profundo Baterias de Ciclo Profundo de Gel Baterias Gel Long Life
Vida a 20ºC (Anos) 7-10 12 20
Vida a 30ºC (Anos) 4 6 10
Vida a 40ºC (Anos) 2 3 5

A GS Yuasa fornece baterias tubulares gelatinosas especiais. Certas inovações prolongaram a vida útil das baterias estacionárias. A Yuasa utiliza tecnologia nano carbono para placas tubulares com tecnologia de tubos de vidro e eletrólito de sílica gel granular, o que evita a deterioração do PAM dando maior vida útil (modelos SLC).

Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2

No tipo baseado em Li há vários ministérios da química:

(a). Baterias Li -NCM ou NMC (Lithium-Nickel-Manganese-Cobalt)

(b). Li-NCA (Lítio-Níquel-Cobalto-Calumínio)

(c). Li-LMO (óxido de lítio-níquel-manganês)

(d). LFP (fosfato de lítio-íon)

(e). LTO (óxido de lítio-titânio)

(f). LCO (óxido de lítio-cobalto)

Destas, as células de fosfato de lítio e ferro (LFP) são preferíveis devido à consideração do custo, segurança e vida moderadamente mais longa. Sempre que o cobalto estiver envolvido, o custo será maior. As baterias à base de níquel são menos dispendiosas. Em comparação com as baterias AGM, o custo da bateria LFP é menor em 15 a 25 % (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx).

Tabela 4 Comparação entre a VRLA AGM e a bateria de iões de lítio

GS Yuasa (Li-ion (LCO) Fosfato de Li-ferro (LFP) (Battery Street) AGM (Exide India Ltd) AGM (Amararaja) Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira)
Bateria (4 * 3.7V=) 14.8V /50Ah1 (4 * 3.2=)12.8V/47 Ah20 12V 40Ah5 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/55.25 Ah5
Massa (Kg) 7.5 6.5 22 20 21.3
Dimensões (mm) 175*194*116 197*131*182 174*350*166 351*167*165 350*166*174
Volume (litros) 3.94 4.7 10.11 9.67 10.11
Energia específica (Wh/Kg) 98,7 (velocidade 1h) (bateria) (113,6 célula) 92,55(20h taxa) 78,77(5h taxa) 35,45(20h taxa) 26,5(5h taxa) 39(20h taxa) 31.5(5h taxa) 36,6(20h taxa) 29,6 (5h taxa)
Densidade energética) (Wh/L) 188 128 77.1 80.66 77.2
Vida (Anos) 10 6 5-6 4-6 10
Vida (Ciclos) 5500 2000 1000 (50% DOD) ; 2500(30% DOD) (Modelo NXT) 1300 (30% DOD) (Quanta) 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Aquira)
Impedância 0.55mΩ (célula 3.7V/50Ah) ≤ 50 mΩ 8 (bateria de 12V) 5.1 (12V)
Custo baseado na vida útil do ciclo x Wh de SLA 1,5 a 2,0 0,75 a 0,85 1 1 1
Custo /kWh ($) 900 a 1000 500 a 600 100 100 100

1. Microtex Energy https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Greg Albright et. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/Fact+sheet_Lead+acid+vs+lithium+ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf

Tabela 5. Comparação da Tecnologia de Bateria

Ácido de chumbo inundado Ácido de chumbo VRLA íon-lítio (LiNCM)
Densidade Energética (Wh/L) 80 100 250
Energia Específica (Wh/Kg) 30 40 150
Manutenção regular Sim Não Não
Custo inicial ($/k Wh) 65 120 600
Vida do Ciclo 1,200 @ 50% 1.000 @ 50% DoD 1.900 @ 80% DoD
Janela típica do estado de carga 50% 50% 80%
Sensibilidade à temperatura Degradam significativamente acima de 25ºC Degradam significativamente acima de 25ºC Degrada-se significativamente acima de 45ºC
Eficiência 100% @ 20-hr rate, 80% @ 4-hr rate, 60%@1-hr-rate 100% @ 20-hr rate, 80% @ 4-hr rate, 60%@1-hr-rate 100% @ 20-hr rate, 99% @ 4-hr rate, 92%@1-hr-rate
Incrementos de voltagem 2V 2V 3.7V

A eficiência com que as baterias funcionam no sistema solar fotovoltaico não é de 100% %. Alguma energia é perdida no processo de ciclismo. No caso da bateria de chumbo-ácido, a eficiência é de 80 a 85 % e nos sistemas Li o valor é
95 a 98 %. Isto equivale a dizer que se o SPV produz 1000 Wh de energia, as células de chumbo-ácido podem armazenar um máximo de 850 Wh enquanto as células de Li podem armazenar 950 Wh.

Uma bateria Yuasa de iões de lítio de 3,7 V * 4= 14,8V/50Ah (1 h) de capacidade pesa 7,5 kg. O volume é de (17,5*19,4*11,6) 3,94 litros. A capacidade do Wh é 14,8*50= 740. A energia específica é 740 Wh / 7,5 kg = 98,7 Wh/kg. A densidade de energia é 740/3,94= 187,8 Wh/litro. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Uma bateria AGM VRLA Exide de 12V/65Ah pesa 13,8 kg e as dimensões são 17*17*19,7 cm e o volume é de 5,53 litros. A capacidade do Wh é de 12*65=780 Wh. A energia específica é 780 Wh / 13,8 kg =56,5 Wh/kg. A densidade de energia é 780/5,53=141,0 Wh/litro. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Bateria de fosfato de lítio: 12V/47 Ah 6.5 kg.197*131*182 mm. 4,7 litros. 109 Wh/kg. 128 Wh/litro.
48V/30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339.5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)

Qual bateria solar recarregável é a mais adequada para o armazenamento de energia solar?

Pontos a considerar na selecção de baterias solares caseiras

Suposições:
Sistema autônomo
Consumo diário de energia: 30 Watts por dia = 30 W*24 h = 720 Wh.
Assumir a tensão do sistema como 12 V.
Quatro dias sem sol (4 dias de autonomia)
A corrente seria
30 W /12 V= 2,5 amperes*24 horas por dia * 5 dias (4 dias sem sol incluídos) = 300 Ah a 2,5 A taxa de descarga.
(Nota: Mas uma bateria de 200 Ah de capacidade pode fornecer 300 Ah (50% extra) se descarregada durante 120 horas a 2,5 amperes, ou seja, 2,5 amperes durante 5 dias. Agora não estamos a levar isso em consideração)

Então a bateria seleccionada seria de 300 Ah a 10 h.

Capacidade do banco de baterias solares:

Taxa de descarga e capacidade
LAB: As baterias chumbo-ácido fornecem diferentes percentagens de energia em diferentes correntes; quanto maior for a corrente de descarga, menor será a capacidade de saída.
(Veja a tabela abaixo)
LIB: Diferença negligenciável

Tabela 6. Taxa de descarga e capacidade de saída Bateria de chumbo-ácido (LAB)

Duração da descarga (horas) Tensão de corte para a bateria de 12V (V) Porcentagem de capacidade disponível
120 10.8 150
20 10.8 115
10 10.8 100
5 10.8 85
3 10.5 72
1 9.6 50

Portanto, temos que selecionar uma bateria adequada, dependendo da capacidade e duração para a qual o backup é necessário.
Selecionamos uma bateria de 300 Ah para um backup de 5 dias de duração contínua a 30 W.

Correcção de temperatura para a capacidade de descarga das baterias solares de reserva

Bateria de chumbo-ácido: O factor de correcção aproximado da temperatura pode ser tomado como 0,5 % por grau C
Bateria de iões de lítio: Não é necessário aplicar
A capacidade nominal é dada a 27ºC na Índia. Mas se a temperatura de operação estiver muito longe da temperatura de referência, temos de aumentar ou diminuir a capacidade Ah em conformidade, no caso do LAB. Quanto mais baixa a temperatura, mais baixa será a capacidade.
Nos nossos cálculos, tomamos 25 a 30ºC como temperatura e não é necessário aplicar correcções.

Correcção da perda de eficiência na transferência da bateria solar fotovoltaica para a bateria e para o inversor

Correcção da perda de eficiência na transferência do SPV para a bateria e para o inversor
Bateria de chumbo-ácido: 15 % de perda
Bateria solar de íons de lítio: 5 % de perda
Assumindo que uma bateria de 300 Ah foi selecionada e se o fator de correção for aplicado, a capacidade necessária seria aumentada para 345 Ah (300*1,15). Assim, esta bateria forneceria a corrente necessária, tendo em consideração a ineficiência acima referida.

Limite de profundidade de descarga segura (DOD) dos sistemas de baterias solares:

Bateria de chumbo-ácido: : 80

Bateria solar de lítio: 80 %.

Este aspecto irá aumentar ainda mais a capacidade necessária para 345 /0.8 = 431 Ah

Fator de sobrecarga da bateria solar (capacidade de reserva de emergência)

Bateria de chumbo-ácido: 5 %.
Bateria de iões de lítio: 5 %.
Para consideração da sobrecarga, temos de adicionar 5 a 10% da capacidade obtida no passo (d) acima.
Então a capacidade seria de 431*1.05 = 452 Ah.
Digamos que uma bateria de 12V 450 Ah seria necessária.

Fator de fim de vida útil da bateria solar:

A bateria de chumbo-ácido (ou qualquer tipo de bateria) é considerada como tendo atingido o fim da vida útil se a capacidade tiver atingido a marca de 80 %.
Por isso temos de acrescentar mais 25 % extra. Então a capacidade seria 450/0,8 ou 450*1,25 = 562 Ah. A bateria de capacidade mais próxima deve ser seleccionada. Dois números de baterias de 200 ou 225 Ah em paralelo podem ser opcionais.

Bateria Solar - Tempo de Carregamento

O tempo de carregamento depende da saída anterior. 10 a 15 por cento extra Ah será suficiente para uma carga completa. O tempo de carregamento do SPV depende da irradiação solar e em qualquer país de clima tropical, o sol brilha das 6:00 às 17:00 horas. A eficiência coulombic (ou eficiência Ah) de uma bateria de chumbo-ácido é de cerca de 90% e a eficiência energética (ou eficiência Wh) é de 75%. Por outro lado, a eficiência da carga da bateria de iões de lítio é de 95 a 99%.

Bateria Solar - Facilidade de Instalação

Ambos os tipos de baterias baterias de chumbo-ácido ou bateria de iões de lítio podem ser instaladas sem qualquer dificuldade. As baterias devem ser protegidas das ondas de calor e dos ventos de alta velocidade.

Que bateria solar custa melhor a longo prazo?

A consideração do custo o levará ao tipo chumbo-ácido, como dado no início. Se o custo da bateria de chumbo-ácido for considerado 100 % (por kWh), o custo da bateria de iões de lítio será de 500 a 1000 % (5 a 10 vezes mais caro às taxas em vigor, 2020).

Esperança de vida útil da bateria solar

Se a vida útil da bateria de chumbo-ácido for de 100% %, a bateria de íons de lítio (não LFP) durará pelo menos o dobro do tempo, enquanto a vida útil da bateria de íons de lítio LFP não é tão longa quanto a de outros produtos químicos de íons de lítio. No entanto, deve ser devidamente observado que o investimento em bateria de iões de lítio requer investimentos adicionais em dispendiosos e sofisticados Sistemas de Gestão de Bateria.

Quantos watts de painéis solares para carregar a bateria solar de 12V?

Quantos watts solares para carregar a bateria de 12 V?

A resposta certa: A potência do painel SPV necessária depende da capacidade da bateria.
Um painel solar para bateria solar de 12V (a maioria dos painéis solares fotovoltaicos são classificados 12V) fornece uma tensão de fonte de 13,6 a 18V. A potência pode ser de qualquer valor, mas, quanto maior a potência, menor a duração, uma bateria é recarregada. Da mesma forma, quanto maior a intensidade da radiação solar, maior será a corrente produzida. A maioria dos painéis de 100 watts de 12 volts tem 30 ou 32 células gerando cerca de 0,5 V cada, todas ligadas em série para produzir um circuito aberto de 16v a 18 volts. Reduzirá para cerca de 15 volts quando a carga estiver conectada.

Quantos amperes um painel solar de 12V/100W pode produzir?

Mesmo que o painel seja classificado como 12V, ele produzirá cerca de 18 V e assim por diante:
A corrente em amperes produzidos = 100 W/18 V = 5,5A.
Agora, conhecemos a voltagem e a corrente fornecida pelo painel solar fotovoltaico durante as horas de sol.
Mas não podemos ligar a saída do painel solar fotovoltaico directamente aos terminais da bateria. Aqui, os controladores de carga vêm pedir ajuda. A bateria é inserida entre o controlador de carga e o inversor. A saída do painel solar fotovoltaico é ligada ao controlador de carga.
O controlador de carga ajuda a monitorar quanta energia é armazenada nas baterias para evitar a sobrecarga. Os controladores de carga também protegerão a bateria contra sobrecargas e sobrecargas.

Dependendo da capacidade ampere-hora (Ah) da bateria, a duração variará para uma carga completa. Se alguém assumir que a radiação solar está disponível por 7 horas, então a entrada para a bateria seria 7 x 5,5 A = 38,5 Ah;
Se a bateria solar está totalmente carregada ou não depende da saída anterior da bateria. Se a saída anterior for inferior a 38,5 Ah, podemos assumir com segurança que a bateria foi totalmente carregada. Observe que a eficiência coulombic (ou eficiência Ah) de uma bateria de chumbo-ácido é de cerca de 90% e a eficiência energética (ou eficiência Wh) é de 75%.

Assim a entrada real seria 38,5 Ah *0,90 = 34,65 Ah. A eficiência Watt-hora teria um valor inferior, dependendo da tensão de saída do painel solar fotovoltaico.
Se for necessária mais corrente (amperes) para uma carga rápida, mais painéis solares fotovoltaicos podem ser ligados em paralelo.
A aceitação actual da bateria também tem de ser considerada.
Aqui, os controladores de carga vêm pedir ajuda.
Da mesma forma, para um painel solar fotovoltaico portátil de 10 W (utilizado numa lanterna portátil com uma bateria de 12V/7Ah), a corrente produzida será de 10 W/ 18V = 0.55 A

Como ligar um painel solar de 24V a uma bateria solar de 12V?

Como de costume, o painel solar fotovoltaico é ligado à bateria através de um controlador de carga (ou um controlador de carga MPPT, controlador de carga de rastreamento do ponto de máxima potência). Desde que haja um controlador de carga, não é preciso preocupar-se com a saída de tensão mais alta. Mas deve-se ter cuidado para que aImax especificada na parte de trás do painel não seja excedida. Claro, a bateria solar terá uma carga rápida controlada.

Nota: Um MPPT ou controlador de carga de ponto de máxima potência é um conversor electrónico DC para DC que optimiza a correspondência entre os painéis solares fotovoltaicos e o banco de baterias ou a rede de serviços públicos. Ou seja, eles convertem uma saída DC de tensão mais alta de painéis solares e outros dispositivos similares, como geradores eólicos, para a tensão mais baixa necessária para carregar baterias.

Como ligar os painéis solares à bateria?

O painel solar fotovoltaico não deve ser ligado directamente à bateria, a menos que seja um painel dedicado a essa bateria em particular. Um simples controlador de carga é inserido entre o painel solar fotovoltaico e a bateria para o bom funcionamento do sistema.

Como calcular o painel solar, bateria e inversor?

Como calcular o tamanho do painel solar e da bateria?

O primeiro passo é conhecer os requisitos de carga para o usuário.
a. Tubo luminoso 40 W
b. Ventilador de tecto 75 W
c. Lâmpadas LED (3Nos. * 5W) 15 W
d. Portátil 100 W
Calcule a potência total e também a duração para a qual os dispositivos serão utilizados.
Vamos assumir o total a 230 watts. A qualquer momento, 50 % do uso é considerado. A duração de utilização é de 10 horas.
Assim, as necessidades energéticas dos aparelhos serão = (230/2) W * 10 h = 1150 Wh por dia.

Multiplicar o total de Watt-hora por dia necessário para os aparelhos por 1,3 (a energia perdida no sistema) 1150*1,3= 1495 Wh, arredondado para 1500 Wh (Esta é a energia que precisa ser fornecida pelos painéis solares fotovoltaicos).

Requisitos de painéis solares fotovoltaicos

Assumindo que a necessidade de energia (Wh) durante 10 horas será = 1500 Wh. A irradiação de verão pode durar de 8 a 10 horas. No inverno e em dias nublados, o sol dura talvez 5 horas. Tomamos o valor anterior para calcular a necessidade de energia do painel.
Portanto, a potência necessária do SPV é 1500 Wh/ 10 h de sol = 1500 W.

Em média, um único painel solar fotovoltaico de 12V/100W irá produzir cerca de 1000 Watt-horas (Wh) de carga (10 horas* 100 W). Assim, o número de painéis solares fotovoltaicos necessários = 1500 Wh /1000 Wh = 1,50, arredondado para 2 painéis de 12V/100 W. Precisamos de 200 Watts de painéis solares fotovoltaicos, ou seja, 2 painéis em paralelo. Ou um painel de 360 W pode ser usado.
Se levarmos 5 horas de insolação solar, podemos precisar de 1500 Wh/500 Wh = 3 painéis em paralelo ou um painel solar fotovoltaico de 360 W pode ser usado.

Nota:
Esta produção solar fotovoltaica pode não ser suficiente no inverno, pois levamos 10 h de insolação solar para o cálculo. Mas nos últimos cálculos, levamos 2 dias sem sol e por isso a produção pode não ser um problema no inverno. Temos de assumir este risco para evitar um aumento de custos nos painéis solares fotovoltaicos.

Para um painel fotovoltaico solar fotovoltaico de 100 W, aplicam-se os seguintes parâmetros

Potência de pico (Pmax) =100 W
Tensão máxima de potência (VAmp = 18 V
Corrente máxima de potência (IMP) = 5,57 A (100 W/17,99 V)
Tensão de circuito aberto (COV) =21,84 V
Corrente de curto-circuito (ISC) = 6,11 A
Eficiência do Módulo (sob STC) = 13,67%
Classificação máxima de fusíveis sugerida = 15 A

A eficiência do painel solar fotovoltaico conta para determinar a área dos painéis solares. Quanto menor for a eficiência, maior será a área necessária. A eficiência dos painéis disponíveis comercialmente varia de 8 a 22 %, tudo depende do custo do painel solar fotovoltaico.

Tamanho da bateria solar doméstica

Esta é a parte mais difícil do exercício de dimensionamento. Mas um simples cálculo mostrará que precisamos de uma bateria de 12V/125Ah. Como?
1500 Wh / 12 V = 125 Ah (Lembre-se de Wh = Ah *V. Ah = Wh/V).
Mas há várias ineficiências que temos de considerar antes de finalizarmos a capacidade da bateria. E são:
a. Correcção de perda de eficiência na transferência de energia do painel solar fotovoltaico para a bateria e para o inversor (15 a 30 %.). Foi levado em consideração durante o cálculo do total de 1200WhWh, que se tornaram 1560Wh, tendo em conta a perda de 30% na secção “Como calcular painel solar, bateria & inversor?” acima).

b. Limite seguro de DOD: (80 %. Fator 1.0 torna-se 1/0.8= 1.25 ) (Nota: A maioria dos profissionais considera o limite seguro de Profundidade de Descarga (DoD) como 50 %.. É muito baixo). Além disso, estamos a planear ter quatro dias sem sol. Para 50 % de fim de vida DOD, o fator seria 1/0,5= 2.
c. Fator de sobrecarga (capacidade de reserva de emergência) (5 %. Fator 1,25 torna-se 1,25*1,05 =1,31).

d. Fator Fim de Vida: (80%. Quando a bateria atinge 80% da sua capacidade nominal, diz-se que a vida útil chegou ao fim. Então o fator 1,31 passa a ser 1,31/0,8 ou 1,31*1,25 = ~1,64).

Assim, a capacidade da bateria seria quase duas vezes = 125*1,64= ~ 206 Ah a uma taxa de 10 horas. A capacidade disponível mais próxima seria de 12V/200Ah a 10 h.

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Nota:

  1. Calculamos apenas para um dia, ou seja, 10 horas por dia.
  2. Assumimos 50 % da carga total de 2
  3. Nós não levamos em consideração, nenhum dia sem sol (ou sem sol).
  4. Normalmente todos os profissionais têm 3 a 5 dias de autonomia (ou seja, dias sem sol);
  5. Se tomarmos mesmo 2 dias de autonomia, a capacidade da bateria seria 200 + (200*2) = 600 Ah.
  6. Podemos usar três números de baterias de 12V/200 Ah em paralelo. Ou podemos usar seis números de células pesadas de 2V de capacidade de 600 Ah em série.

Dimensionamento do Inversor Solar

A potência de entrada do inversor deve ser compatível com a potência total watt dos aparelhos. O inversor deve ter a mesma tensão nominal que a bateria. Para sistemas isolados, o inversor deve ser suficientemente grande para lidar com a quantidade total de potência utilizada. A potência nominal do inversor deve ser cerca de 25% maior do que a potência total dos aparelhos. Se forem incluídos no circuito aparelhos como máquinas de lavar roupa, compressores de ar, misturadores, etc., o tamanho do inversor deve ser no mínimo 3 vezes a capacidade desses aparelhos para cuidar da corrente de pico durante o arranque.

No cálculo acima, a potência total é de 230 W (ou seja, carga completa). Quando incluímos uma margem de segurança de 25%, a classificação do inversor seria 230*1,25 = 288 W.

Se não incluirmos aparelhos de spiking como máquinas de lavar roupa, etc., o inversor de 12V/300 W é suficiente. Caso contrário, temos de optar por um inversor de 1000 W (ou 1 kW).

Dimensionamento do controlador de carga solar

O controlador de carga solar deve corresponder à potência da matriz fotovoltaica e das baterias. No nosso caso estamos usando painéis solares de 12V/300 Watts. Para chegar à divisão actual 300 W por 12 V = 25 A e depois identificar que tipo de controlador de carga solar é adequado para a sua aplicação. Temos de nos certificar que o controlador de carga solar tem capacidade suficiente para lidar com a corrente da matriz PV.
De acordo com a prática padrão, o tamanho do controlador de carga solar é pegar a corrente de curto circuito (Isc) da matriz PV, e multiplicá-la por 1,3

Corrente total de curto circuito da matriz PV = (2*6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
Tendo em consideração o cálculo da potência indicado acima, o controlador de carga deve ser de 12V/25 A (sem máquinas de lavar kike spiking, etc.)

Como carregar a bateria com painel solar?

Como carregar baterias de chumbo ácido de 12 V com painel solar?

Você pode carregar a bateria de um carro com painéis solares?

O primeiro ponto a ser notado é que deve haver compatibilidade entre a bateria e o painel solar fotovoltaico. Por exemplo, o painel solar fotovoltaico deve ser de 12V se você quiser carregar uma bateria de 12V. Todos nós sabemos que uma energia solar fotovoltaica com uma potência nominal de 12 V/100 watts produzirá quase 18 V de tensão de circuito aberto (COV) e 16 V de tensão de potência máxima (VAmp) e uma corrente de potência máxima (IMP) de 5,57 A (100 W/17,99 V).

Uma vez conhecidas ou disponíveis as classificações de tensão e capacidade da bateria, os cálculos apresentados na secção acima podem ser seguidos.
O aspecto mais importante é que a bateria não deve ser ligada directamente ao painel solar fotovoltaico. Como discutido anteriormente, deve ser utilizado um controlador de carga e um inversor com classificações adequadas.

Ou
Se o utilizador puder monitorizar a tensão do terminal da bateria (TV) (isto é, continuar a fazer as leituras da tensão do terminal da bateria de vez em quando), o painel solar fotovoltaico pode ser directamente ligado à bateria. Quando a bateria estiver totalmente carregada, a carga deve ser terminada. Os critérios para a carga completa dependem do tipo de bateria. Por exemplo, se for do tipo inundado de bateria de chumbo-ácido, a on-charge-TV pode ir até 16 V ou mais para uma bateria de 12 V. Mas se for um tipo regulado por válvula (o chamado tipo selado), a tensão em qualquer momento não deve exceder 14,4 para uma bateria de 12V.

Como ligar a bateria ao painel solar?

Como ligar os painéis solares às baterias de RV?

A cablagem para veículos recreativos (RV) Painel Solar Fotovoltaico é a mesma que os outros painéis SPV. O painel solar fotovoltaico não deve ser ligado directamente às baterias. O RV terá o seu próprio controlador de carga e outros componentes do sistema, como no SPV no telhado.
Dependendo da saída solar fotovoltaica (mais importante, a voltagem), as ligações das baterias devem ser feitas. Se a saída solar fotovoltaica é 12V, então uma bateria de 12V pode ser ligada através de um controlador de carga adequado. Se tiver mais baterias de 12V como peças sobressalentes, estas baterias sobressalentes podem ser ligadas ao SPV em paralelo com a bateria já ligada. Nunca os ligue em série.

Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels
Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels

Se tiver dois números de baterias de 6 V, ligue-os em série e depois ao painel solar fotovoltaico
Se a tensão de saída do painel solar fotovoltaico for 24 V, você pode conectar dois números de baterias de 12V em série.

Vale a pena comprar uma bateria solar?

Sim, vale a pena comprar uma bateria solar. A bateria solar foi concebida especialmente para aplicações solares e por isso têm uma vida útil mais longa do que outros tipos de baterias de chumbo-ácido. Eles podem suportar temperaturas de operação mais altas e dar maior vida útil para a aplicação de baixa descarga pretendida. Além disso, são do tipo regulado por válvulas e, portanto, o custo de manutenção é quase zero. Não há necessidade de fazer a adição periódica de água nas células.

Se você se refere ao sistema solar fotovoltaico, então a resposta é: Onde você quer usá-lo? É um lugar distante e sem conectividade de rede? Então é definitivamente lucrativo e rentável.
Exceptuando a parte da bateria, todos os outros componentes têm uma esperança de vida útil superior a 25 anos. O benefício financeiro final proporcionado pela energia solar superará de longe qualquer preço que você pague pela energia solar.
O período de retorno do custo depende principalmente do custo da eletricidade dos DISCOMs.

A bateria solar é rentável?

Período de Retorno = (Custo Total do Sistema – Valor dos Incentivos) ÷ Custo da Energia Elétrica ÷ Uso Anual de Energia Elétrica
Para um sistema solar fotovoltaico de 1 kW, o custo de referência é de Rs 65.000. O subsídio do governo é de Rs 40.000.
Você pode ter os seus próprios cálculos.

Como evitar que um painel solar sobrecarregue uma bateria solar?

Todos os carregadores são fabricados com boas práticas de fabrico. Quando um controlador de carga é conectado entre o painel SPV e a bateria, não é necessário se preocupar com os carregadores.

Mas, umMPPT (Digital Maximum Power Point Tracker) é uma boa opção em vez de um simples controlador de carga. Um MPPT é um conversor electrónico DC para DC que optimiza a correspondência entre a matriz solar (painéis PV), e o banco de baterias. Detecta a saída DC dos painéis solares, altera-a para AC de alta frequência e desce para uma tensão e corrente DC diferente para corresponder exactamente às necessidades de energia das baterias. O benefício de ter um MPPT é explicado abaixo.

Qual é o melhor carregador de bateria solar?

A maioria dos painéis PV são construídos para uma saída de 16 a 18 volts, embora a tensão nominal do painel SPV seja de 12 V. Mas uma bateria nominal de 12 V pode ter uma gama de tensão real de 11,5 a 12,5 V (OCV), dependendo do estado de carga (SOC). Sob condições de carga, um componente de tensão extra tem de ser entregue à bateria. Nos controladores de carga normais, a energia extra produzida pelo painel SPV é dissipada como calor, enquanto que um MPPT detecta os requisitos da bateria e dá uma potência maior se a potência maior for produzida pelo painel SPV. Assim, o desperdício, a falta de carga e a sobrecarga são evitados através da utilização de um MPPT.

A temperatura afecta o desempenho do painel do SPV. Quando a temperatura aumenta, a eficiência do painel SPV diminui. (Nota: Quando o painel SPV é exposto a uma temperatura mais elevada, a corrente produzida pelo painel SPV aumentará, enquanto que a tensão diminuirá. Como a diminuição da tensão é mais rápida do que o aumento da corrente, a eficiência do painel SPV é reduzida). Pelo contrário, a temperaturas mais baixas, a eficiência aumenta. A temperaturas inferiores a 25°C (que é a temperatura das condições de teste padrão(STC), a eficiência aumenta. Mas a eficiência irá equilibrar-se a longo prazo.

Como calcular o tempo de carregamento da bateria solar por painel solar?

No início, devemos saber
1. O estado de carga (SOC) da bateria
2. 2. Capacidade da bateria &
3. Características de saída do painel SPV.
SOC indica a capacidade disponível da bateria. Por exemplo, se a bateria estiver 40% carregada, dizemos que o SOC é 40% ou 0,4 fator. Por outro lado, a profundidade de descarga (DOD) indica a capacidade já removida da bateria. No exemplo acima de 40 % SOC, o DOD é de 60 % %.
SOC + DOD = 100 % %.
Uma vez que conhecemos o SOC, podemos dizer quanta energia tem de ser fornecida à bateria para levá-la à carga máxima.

Como carregar a bateria solar?

Se a saída do painel SPV é 100 W e a duração da carga é de 5 horas, então a entrada na bateria é 100 W*5h = 500 Wh. Para uma bateria de 12V, isto significa que demos uma entrada de 500 Wh/12V = 42 Ah. Assumindo que a capacidade da bateria seja de 100 Ah, significa que carregamos a 42 % SOC, se a bateria tivesse sido totalmente descarregada. Se a bateria tivesse sido apenas 40% descarregada (40%DOD, 60% SOC), esta entrada é suficiente para uma carga completa.

A maneira adequada é incluir um controlador de carga, que irá tirar da carga da bateria.

Qual o tamanho do painel solar para uma bateria de 7 Ah?

Um painel SPV de 12V-10 Wp é bom para bateria VRLA de 7,5Ah. Um controlador de carga de 12V-10A deve ser incluído no circuito. O controlador de carga terá provisões para selecionar a desconexão da bateria (11,0 ± 0,2 V ou como requerido) e reconectar (12,5 ± 0,2 V ou como requerido) os ajustes de tensão. A bateria VR seria carregada a 14,5 ± 0,2 V em modo de tensão constante.

Um painel de 10 W dará 10Wh (0.6A @ 16.5V) durante uma hora em condições normais de ensaio (1000W/m2 e 25°C – equivalente a uma hora de ‘pico’ de sol). Por cerca de 5 horas de sol equivalente no verão, ele dará 50 Wh. Assim, uma entrada de 50 Wh/14.4 V =3.47 Ah será colocada na bateria.

O painel solar irá carregar totalmente uma bateria solar?

O painel solar sozinho nunca deve ser usado para carregar uma bateria. Como descrito acima, um controlador de carga do painel solar fotovoltaico deve ser inserido entre o painel e a bateria. O controlador de carga se encarregará de completar a carga.

Quantos painéis solares e baterias para alimentar uma casa?

Não há uma resposta directa a esta pergunta porque cada lar tem a sua própria exigência de potência. Duas casas do mesmo tamanho podem ter necessidades energéticas completamente diferentes.
Portanto, siga o processo apresentado abaixo para chegar às especificações adequadas para o painel solar fotovoltaico, baterias e controladores de carga.
Passo 1. Calcular as necessidades diárias de energia eléctrica e as necessidades energéticas do lar.

Tabela 7. Necessidades energéticas diárias e necessidades energéticas

Aparelhos Aparelho elétrico/elétrico Não. Total W 5 Horas de uso e total de Wh necessário por dia
Lâmpadas de LED 10W 10 100 5 Horas; 500 Wh ou 0,5 kWh ou unidade (15 kWh por mês)
Ventiladores de tecto 75W 3 225 5 Horas; 1,25 unidades (15+37,5=52,5 kWh por mês)
Luzes de tubo 40W 4 160 5 Horas; 0,8 kWh (52,5+24=76,5 kWh por mês)
Portátil 100W 1 100 10 Horas; 1,0 Unidade (76,5+30=106,5 kWh por mês)
Frigorífico 300W (200 litros) 1 300 5 Horas;1,5 Unidades (106,5+45=152 kWh por mês)
Máquina de Lavar 1000W 1 1000 1 Hora; 1 Unidade (152+30=182 kWh por mês)

1. Total de necessidades energéticas por dia = 182 kWh / 30 dias = 6,07 kWh Digamos, 6000 Wh
2. Mas em qualquer momento o conjunto dos 6000 Wh acima não é usado. Por isso, tem de calcular a necessidade média em Wh. Podemos tomar 50 % de 6000 = 3000 Wh.

Passo 2. Calcular as necessidades diárias de energia do painel solar da casa.

  1. 3000 Wh / 5 horas = 600 W ou 0,6 kW painel é necessário.
  2. Mas temos de ter em consideração a eficiência do painel SPV. Portanto, divida este valor por 0,9. Nós recebemos 0.6/0.9 = 666 Wh
  3. Podemos selecionar quatro painéis de 365 W (PMax = 370 W) (por exemplo, LG365Q1K-V5). Quando usamos dois em paralelo e dois em série, temos 1380 (WRated) a 1480 (W@40C°) a uma tensão de 74,4 (VMPP) a 87,4 V (VOCV). A corrente nominal da matriz é 19,94 A

Passo 3. Calcular as necessidades energéticas da bateria solar

1. As baterias podem ser descarregadas em 80 % apenas em aplicações solares fotovoltaicas. Então divida este Wh por 0,8; 6300/0,8 =7875Wh
2. Novamente, para o estoque tampão (sem domingos – 2 dias), temos que multiplicar por 1+2 = 3. portanto a bateria Wh requerida é 7875 Wh*3 = 23625 Wh.
3. Para converter este Wh em Ah, temos de dividir o Wh pela voltagem da bateria a ser obtida. 23625 Wh /48 V= 492 Ah. Ou 23625 /72 = 328 Ah.

    • Se escolhermos o sistema 48 V, então o Marca Microtex 6 OPzV420 Bateria VRLA de gel tubular solar é a bateria ideal (24 números de células de 2V de 512 Ah @ C10) exclusivamente concebida para aplicações solares. Se escolhermos o sistema 72 V, então o tipo 6 OPzV300 (36 números de células de 2V de 350 Ah @ C10) é bom.
    • Se queremos baterias AGM VRLA para sistema de 48V, então as baterias da marca Microtex seis números de baterias M 500V (8V, 500 Ah @ C10) é a bateria ideal especialmente concebida para aplicações solares de longa duração. Se escolhermos o sistema 72 V, então a marca Microtex nove números do tipo M 300 V (8V, 300 Ah @ C10) é boa

Estas baterias são compactas e podem ser empilhadas em racks horizontais, com baixa impressão de pé

Passo 4. Calcular especificações para o controlador de carga


Como usamos uma bateria de 48 V (24 células) nominal, precisamos de 2,4 V*24 = 57,6 V controlador de carga. Com um controlador de carga Classic 150 da MidNite Solar, a corrente de carga será 25.7 A a uma tensão de carga de 57.6 V (para bateria de 48V).

Se usarmos uma bateria de 72 V (36 células) nominal, precisamos de 2,4 V*36 = 86,4 V controlador de carga. Com um controlador de carga Classic 150 da MidNite Solar, a corrente de carga será 25,7 A para esta voltagem, a corrente de carga da bateria será 25,7 A. Um problema com o sistema de bateria de 72 V é que temos de adicionar mais um painel em série; por isso um total de 6 painéis (em vez de 4) têm de ser adquiridos. Por isso é melhor optar por um sistema de bateria de 48 V.

Quanto aos requisitos de corrente de carga-descarga, uma vez que usamos uma MPPT de 150V/86 A, as correntes de carga-descarga serão tratadas correctamente pela MPPT.
Mas os fabricantes exigem uma tensão de carga de 2,25 a 2,3 V por célula (Vpc), a tensão de carga pode ser definida nos níveis de tensão especificados.

Como usar energia solar sem baterias?

Não é aconselhável utilizar os painéis SPV diretamente, a menos que a tensão do conjunto e do aparelho sejam compatíveis, que também o aparelho seja do tipo DC.
Caso contrário, deve haver sempre um controlador de carga PWM ou um MPPT sofisticado.
Quando não há bateria para armazenar energia, temos que vender a energia produzida em excesso para o DISCOM local. Portanto, tem de ser um sistema SPV ligado à rede.

Abengoa, uma empresa de energias renováveis com sede em Espanha, já construiu várias plantas solares que armazenam o excesso de energia em sal fundido, que pode absorver temperaturas extremamente altas sem mudar de estado. A Abengoa conseguiu recentemente mais um contrato para a construção de uma unidade de armazenamento solar de 110 megawatts à base de sal no Chile, que deverá ser capaz de armazenar 17 horas de energia em reserva. [ https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
Uma idéia recentemente desenvolvida é bombear água usando eletricidade dos painéis solares para alturas (por exemplo, no telhado), o que significa que eles armazenam energia potencial que pode então ser convertida em energia cinética quando ela é escoada para baixo e, portanto, eletricidade quando essa água escoada é usada para girar as turbinas. Isto é como uma combinação de energia solar-hidráulica!

Outra forma é dirigir a energia do seu sistema foto-voltaico para um electrólito de água que gera hidrogénio gasoso a partir da água. Este gás hidrogênio é armazenado e pode ser usado posteriormente como uma bateria para gerar eletricidade. Este gás é utilizado principalmente para fins industriais.[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]

Os painéis solares absorverão fótons do sol que entrarão no sistema onde uma liga de alumínio é aquecida e passa de um estado sólido para um estado líquido. Com este método, permite o armazenamento de uma quantidade muito densa de energia no material que será enviado como calor para o Gerador Stirling. A partir daí, transforma-se em electricidade com emissões zero e a um custo inferior. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm

Como testar a bateria solar?

A Indian Standards Organisation formulou o IS 16270:2014 para testar células e baterias secundárias para aplicação solar fotovoltaica. A especificação IEC número IEC 62133: 2012 também está disponível. Estas duas especificações são idênticas.

Os testes a seguir são descritos em detalhes:

  1. Capacidade nominal
  2. Endurance (Teste de ciclo de vida)
  3. Retenção de carga
  4. Resistência cíclica em aplicação fotovoltaica (Condições extremas)
  5. Recuperar da sulfatação
  6. Perda de água na carga de flutuação
  7. Testes de eficiência

Posso carregar uma bateria directamente de um painel solar?

Não é aconselhável utilizar os painéis SPV diretamente, a menos que a tensão do conjunto e do aparelho sejam compatíveis, que também o aparelho seja do tipo DC.

Como funcionam os bancos de baterias solares?

Como qualquer outro banco de baterias, as baterias solares também fornecem energia sob demanda. Dependendo dos requisitos de energia e da duração para a qual essa energia é necessária, será determinada a capacidade do banco de baterias e sua configuração.
A potência necessária e a duração também determinarão a capacidade do painel solar.

Os painéis solares e a bateria são ligados através de um controlador de carga para que a bateria ou os aparelhos não sejam danificados devido a tensão ou corrente excessivas. Novamente a corrente da bateria será DC e esta DC será convertida para AC conforme requerido por um inversor solar. Alguns dos aparelhos que operam em DC podem estar ligados ao controlador de carga.
Os usuários não familiarizados com a conexão de baterias devem consultar um especialista antes de conectar as baterias entre si para fazer um banco de baterias adequado ou a bateria para o controlador de carga ou inversor.

As baterias de gel são boas para a energia solar?

Sim. As baterias de gel são do tipo regulado por válvulas e por isso a necessidade de manutenção é quase nula. Eles oferecem um desempenho superior em aplicações cíclicas e flutuantes, sem qualquer perda de confiança ou confiabilidade ao longo da vida útil das células. As espinhas positivas são feitas com uma liga especial resistente à corrosão com alto teor de estanho para oferecer bom desempenho durante toda a vida útil das células.
São bem adequados para todas as aplicações de armazenamento de energia renovável, UPS, equipamentos de comutação e controlo, S & T (S & T) de sinalização ferroviária e telecomunicações.

Estas células são fabricadas com placas tubulares fabricadas através do processo de fundição sob pressão de alta pressão e, portanto, oferecem peças fundidas sem poros permitindo 20 anos ou mais de vida útil. São células prontas a usar, carregadas de fábrica, sem estratificação electrolítica. A incómoda adição de água periódica (topping up) é eliminada por causa da construção do VR.

Possuem válvulas especialmente concebidas com materiais ignífugos, para que os perigos de incêndio sejam completamente eliminados.

Posso usar a bateria do carro para energia solar?

Qualquer tipo de bateria pode ser usada para aplicação SPV. As baterias automotivas são destinadas a descargas de alta taxa e, portanto, fabricadas com placas planas mais finas. Portanto, a sua vida em aplicações cíclicas profundas será muito pobre.
Pode-se usá-los em aplicações solares fotovoltaicas, mas não se deve esperar uma longa vida útil.

Posso usar a bateria solar no inversor normal?

Sim. Deve haver compatibilidade entre o inversor e a bateria em termos de tensão. O inversor deve ter uma tensão de carga máxima de 2,25 a 2,3 V por célula (Vpc) , ou seja, 13,5 a 13,8 V para uma bateria de 12 V. Então não será encontrado nenhum problema.

Posso usar a bateria normal do inversor para o banco de baterias do painel solar?

Sim. Mas o aspecto da manutenção irá colocar problemas e também incorrer em aumentos de custos, ao contrário das baterias de gel solar. O reabastecimento regular, a limpeza dos terminais e das anilhas, os parafusos e porcas e as cargas periódicas de igualização: estes são alguns dos aspectos da manutenção.

Quantas baterias são necessárias para um sistema solar de 10 kW?

As especificações das baterias para um sistema solar de 10 kW (fora da rede) devem ser decididas tendo em consideração vários parâmetros como os requisitos diários de kW e kWh, capacidade do painel SPV, insolação solar, etc.
No entanto, a maioria dos sistemas de telhado fora da rede de 7,5 kW a 10 kW de capacidade (é necessária uma área de telhado de 700 a 1000 pés quadrados) utilizam sistemas de 120 V de baterias de 150 Ah juntamente com 16 módulos de painéis solares de 320 WP.
O sistema solar fotovoltaico Grid-tie não requer armazenamento de bateria.

Como carregar várias baterias com um painel solar?

Todos os controladores de carga solar permitirão que apenas uma bateria seja carregada. Atualmente, existem controladores de carga que têm a opção de ter a provisão para carregar dois bancos de baterias. Os dois bancos de baterias são carregados separadamente usando o mesmo controlador e painéis solares. Existem dois pontos separados de ligação da bateria no controlador de carga.
Na ausência do tipo de controladores de carga acima, as duas baterias podem ser carregadas a partir de um painel solar, utilizando dois controladores de carga solar. Os controladores de carga foram especificamente concebidos para serem utilizados nesta configuração. Os dois controladores de carga solar monitorizam e controlam individualmente de forma eficiente para assegurar uma óptima corrente (amperes) e tensão de carga.

Quantos painéis solares são necessários para carregar uma bateria de 12 volts?

Um único painel solar é suficiente para carregar uma bateria de 12V. A saída de tensão de um painel SPV é adequada para carregar uma bateria de 12V e está na faixa de 16 a 17,3 V.

A corrente depende do número de células solares ligadas de forma paralela. Cada célula SPV pode produzir aproximadamente 0,55 a 0,6 V (OCV) e uma corrente de 2 A, dependendo do tamanho da célula, da insolação solar (dada em W/m2) e das condições climáticas.

35 células em série produzem 35 a 40 W a 17,3. A célula tem 4 polegadas de diâmetro. Normalmente módulo solar
o painel é instalado numa estrutura de alumínio que foi orientada para a face do equador (sul) e inclinada por um ângulo de cerca de 45° S.
Uma célula de 40 W tem uma área de 91,3 cm 2 e a voltagem é de 21 V (OCV) e 17,3 V (OCV). Pode produzir uma corrente de 2,3 A.
Da mesma forma, um painel de 10 W dará 10 Wh (0.6A @ 16.5V) durante uma hora sob o padrão
condições de teste (1000 W/m2 e 25C – equivalente a uma hora de ‘pico’ de sol). Durante cerca de 5 horas de sol equivalente no verão, ele dará 50 Wh.

Qual é a melhor bateria para o solar?

As baterias de electrólitos de gel solar são as melhores por razões de custo.
Mas hoje em dia, as baterias de iões de lítio com o seu melhor desempenho estão a ser preferidas pelos utilizadores.
Uma bateria de chumbo-ácido de 24 kWh é igual a:
– 2.000 Ah a 12 volts
– 1.000 Ah a 24 volts
– 500 Ah a 48 volts
Para os mesmos 24 kWh, uma bateria de iões de lítio de 13,13 kWh é suficiente
– 1.050 Ah a 12 volts
– 525 Ah a 24 volts
– 262,5 Ah a 48 volts (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)

Dimensionamento da bateria de chumbo ácido

10 kWh x 2 (para 50% de profundidade de descarga) x 1,25 (80% do fator de eficiência da carga) = 25,0 kWh

Mas se fizermos cálculos de 80% de DOD para baterias de chumbo-ácido de ciclo profundo, o kWh necessário será menor.

10 kWh *1,25 (ou 10/0,8) (para 80% de profundidade de descarga) multiplicado por 1,25 (80% de eficiência de carga), a bateria necessária será de 15,6 kWh

Dimensionamento da bateria de iões de lítio

10 kWh x 1,25 (para 80% de profundidade de descarga) x 1,05 (95% de fator de eficiência de carga) = 13,16 kWh

Posso ligar um painel solar de 24 V a uma bateria de 12 V?

Sim. Mas temos de incluir um controlador de carga entre o painel SPV e a bateria. Caso contrário, a bateria pode ficar danificada devido a sobrecarga ou mesmo explodir, se as condições favoráveis à acumulação de gás hidrogênio acima do limite perigoso e à produção de uma faísca.

Qual é a diferença entre bateria solar e bateria normal?

A bateria solar é feita com placas tubulares fabricadas através do processo de fundição sob pressão de alta pressão, oferecendo assim peças fundidas sem poros, permitindo 20 anos de vida útil. São células prontas a usar, carregadas de fábrica, sem estratificação electrolítica. A incómoda adição de água periódica (topping up) é eliminada por causa da construção do VR. Possuem válvulas especialmente concebidas com materiais ignífugos, para que os perigos de incêndio sejam completamente eliminados.

As baterias de gel são do tipo regulado por válvulas e por isso a necessidade de manutenção é quase nula. Eles oferecem um desempenho superior em aplicações cíclicas e flutuantes, sem qualquer perda de confiança ou confiabilidade ao longo da vida útil das células. As espinhas positivas são feitas com liga especial resistente à corrosão com alto teor de estanho para oferecer bom desempenho durante toda a vida útil das células.

Pelo contrário, as pilhas normais são feitas com ligas convencionais para as redes e a vida útil também não é mais longa. Mas o aspecto da manutenção irá colocar problemas e também incorrer em aumentos de custos, ao contrário das baterias de gel solar. O reabastecimento regular, a limpeza dos terminais e das anilhas, os parafusos e porcas e as cargas periódicas de igualização: estes são alguns dos aspectos da manutenção.

Fig. 2. Um simples sistema solar fora da rede
Fig. 2. Um simples sistema solar fora da rede

Como ligar o painel solar à bateria para carregar o controlador:

O controlador de carga será conectado entre o painel solar fotovoltaico e a bateria

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