Uma das questões mais comuns entre os consumidores de energia solar fotovoltaica é como armazenar essa energia durante a noite, uma vez que os geradores solares dependem do sol. A resposta é bastante simples: assim como a eletricidade de outras fontes, a energia solar pode ser armazenada em baterias!
Desde 2012, com as regras de geração distribuída estabelecidas pela ANEEL por meio da Resolução Normativa 482, o armazenamento da energia solar produzida não representa um desafio para as mais de 100 mil unidades consumidoras que utilizam o sistema fotovoltaico no Brasil.
A Resolução 482 regulamentou e instituiu um sistema de compensação de energia elétrica. Mas o que isso significa? A unidade consumidora com um gerador solar fotovoltaico instalado e conectado à rede da distribuidora utiliza sua própria produção durante o dia. O excedente gerado é injetado na rede. Durante a noite, quando não há produção, o consumidor utiliza a energia que foi enviada para a rede durante o dia.
Embora pareça uma solução benéfica, essa abordagem cria uma dependência em relação à concessionária, representando um ponto negativo dos sistemas On-Grid. Isso ocorre porque, em caso de queda na energia da rede, o gerador deixa de produzir até que seja feito o reparo necessário, evitando danos aos equipamentos do sistema fotovoltaico.
Ademais, outro desafio é que o maior consumo de eletricidade acontece exatamente quando o gerador solar fotovoltaico não está em operação, ou seja, à noite. Como resultado, isso pode levar a uma sobrecarga nas redes de transmissão.
Índice
Bateria solar
O termo bateria solar refere-se mais à função desempenhada pela bateria do que a um tipo específico de bateria. Desse modo, as baterias empregadas em sistemas de energia Off Grid geralmente armazenam energia durante o dia para atender às demandas de consumo à noite, quando não ocorre a geração de energia solar.
Formas de armazenamento de energia solar
A forma mais eficaz de armazenamento de energia solar é através de baterias. Existem três tipos principais: chumbo-ácido, níquel-cádmio e íons de lítio. As duas primeiras são semelhantes às utilizadas em carros convencionais, enquanto a bateria de lítio é a mesma usada em celulares, laptops e veículos elétricos.
- Bateria de chumbo-ácido
Considerada pioneira nos sistemas fotovoltaicos, a bateria de chumbo-ácido é composta por dois eletrodos: um de chumbo esponjoso e outro de dióxido de chumbo em pó. Contudo, apesar de serem adequadas para o armazenamento da energia solar, seu alto custo não justifica sua vida útil.
- Bateria de níquel-cádmio
Embora possa ser recarregada várias vezes, a bateria de níquel-cádmio também apresenta um preço elevado em relação à sua durabilidade. Mesmo assim, é especialmente utilizada em dispositivos como celulares e filmadoras, cumprindo bem a função de armazenar energia fotovoltaica.
- Bateria de íons de lítio
Com uma potência e durabilidade superiores, às baterias de íons de lítio são uma alternativa viável para o armazenamento de energia solar. Isso se deve ao fato delas funcionarem relativamente com grandes quantidades de energia em modelos cada vez menores e mais leves.
Além disso, elas permitem carregar apenas uma parte da bateria sem precisar esperar que ela descarregue totalmente antes da recarga, já que não apresentam o chamado “vício da bateria”.
Vida útil de uma bateria
A durabilidade de uma bateria é influenciada por diversos aspectos, sendo o mais importante a quantidade de ciclos de carga e descarga que ela consegue realizar. Um ciclo é considerado completo quando a bateria é descarregada e depois recarregada.
Existem outros elementos que impactam esses ciclos, como a profundidade de descarga, o tempo de autonomia, o envelhecimento e as altas temperaturas. Compreender esses elementos está diretamente ligado à maneira como se pode armazenar energia solar de forma eficiente.
Profundidade de descarga
Quando mencionamos a descarga de uma bateria, nos referimos ao processo de extração de sua energia para suprir uma carga específica, através da conversão da energia química armazenada em energia elétrica.
A profundidade de descarga, por sua vez, diz respeito à quantidade total de energia que pode ser extraída da bateria quando esta está completamente carregada. Esse aspecto é o principal fator que afeta diretamente a vida útil das baterias. Vale destacar que essas baterias não operam da mesma forma que as baterias de celulares, por exemplo, que podem ser descarregadas totalmente e recarregadas novamente.
Ciclos de carga
Para que uma bateria alcance a quantidade de ciclos esperada, é fundamental adotar cuidados que garantam o respeito às suas características operacionais. Isso envolve aspectos como a profundidade de descarga e a temperatura, por exemplo.
Isso ocorre porque, durante cada ciclo de carga e descarga, pequenas quantidades de materiais se soltam dos eletrodos e se acumulam no fundo do recipiente. Uma vez que isso acontece, não há como reverter, resultando na diminuição da capacidade da bateria.
No gráfico abaixo, é possível observar a relação entre a profundidade de descarga e a vida útil prevista para as baterias. Se uma bateria operar com um regime de descarga de 20%, ela pode oferecer até 1500 ciclos. Assim, se um conjunto de baterias for projetado para funcionar com 20 horas de autonomia, sua durabilidade pode ser em torno de 4 anos.
Caso essa mesma bateria fosse utilizada com uma profundidade de descarga de 60%, ela poderia atingir no máximo 300 ciclos. Isso não equivaleria a um ano de operação.
Quais as principais vantagens de armazenar energia solar?
Uma das principais vantagens do armazenamento em baterias é a autonomia total que o usuário tem em relação à rede pública de energia oferecida pela concessionária local. Não há medidores de consumo, e o melhor de tudo, nada de contas de luz elevadas.
No que diz respeito ao sistema híbrido, podemos ressaltar algumas vantagens:
- Custo-benefício muito mais favorável quando comparado ao sistema isolado, que depende apenas das baterias;
- Possibilidade de aproveitar a energia armazenada nos chamados “horários de pico”, quando os preços da eletricidade convencional disparam;
- Utilização da energia do banco de baterias durante interrupções na rede pública, garantindo que a edificação tenha uma fonte energética autônoma até que os serviços sejam restabelecidos.
Armazenar energia solar em baterias pode ser uma solução interessante para diversos usuários, especialmente aqueles que residem em áreas onde o fornecimento público é precário ou inexistente. Com a opção de utilizar baterias de íons de lítio, vale a pena considerar o custo-benefício ao adotar um sistema off grid ou Nobreak Solar.
LEIA MAIS: Quanto tempo dura uma bateria solar?
Conclusão
Espero que tenha conseguido tirar todas as suas dúvidas sobre como armazenar energia solar, como funciona o processo e como preservar suas baterias e equipamentos. Mas se ainda assim restar qualquer dúvida, não deixe de entrar em contato ou deixar um comentário abaixo, será um prazer te ajudar.
Aliás, o Grupo E4 Energias Renováveis tem um curso completo sobre energia solar para você que já atua ou quer atuar e conhecer tudo sobre energia solar. O curso Energia solar lucrativa vai zero até o avançado, abordando e ensinando tudo sobre sistemas solares fotovoltaicos.
