O que é um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica?
Um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica é uma combinação de equipamentos e tecnologia que converte a energia solar em energia elétrica para alimentar eletrodomésticos, armazenando o excedente para uso noturno ou na ausência de energia da rede elétrica.
O que é e quais são os seus principais componentes?
1. Módulo fotovoltaico: consiste em vários módulos fotovoltaicos (também conhecidos como painéis solares) responsáveis por captar a luz solar e convertê-la em corrente contínua.
2. Estrutura de suporte, acessórios e cabos: utilizados para fixar os painéis solares e transportar a energia CC gerada até o inversor.
3. Inversores (conectados à rede e isolados da rede): A energia de corrente alternada (CA) é criada pela inversão da energia de corrente contínua (CC) gerada pelos painéis solares, e o excesso de energia é armazenado em um sistema de armazenamento de energia, que também pode ser conectado à rede elétrica da cidade.
4. Dispositivos de armazenamento de energia: Geralmente se refere a baterias, como baterias de lítio e outros tipos de baterias, que armazenam a eletricidade gerada pela energia solar que não é usada imediatamente, através de um inversor, para uso posterior.
5. EMS e BMS: O EMS é o sistema que monitora e gerencia a operação de todo o sistema para garantir que todas as peças funcionem de forma eficiente e segura. O BMS é o sistema de gerenciamento da bateria, que otimiza e controla o carregamento e a descarga da bateria.
6. Caixa de convergência: incluindo todos os tipos de equipamentos e interruptores de proteção, como proteção contra surtos (proteção contra raios) no meio do inversor de acesso solar, fusíveis, disjuntores CC, disjuntores de entrada da rede elétrica, disjuntores de saída do sistema de alimentação ininterrupta e assim por diante.
Efeito fotovoltaico: como obter eletricidade a partir da energia solar.
1. Absorção de fótons: Quando a luz solar (incluindo outras fontes de luz) incide sobre o material (silício) do painel solar, a energia dos fótons é absorvida pelo material semicondutor.
2. Excitação de elétrons: A energia do fóton absorvido faz com que os elétrons no semicondutor saltem da banda de valência para a banda de condução, mudando-os de um estado ligado para um estado livre.
3. Geração de pares elétron-lacuna: Quando um elétron é excitado para a banda de condução, ele deixa uma lacuna na banda de valência. Esse elétron e essa lacuna formam um par elétron-lacuna.
4. Estabelecimento de um campo elétrico: Regiões do tipo P e do tipo N estão normalmente presentes em materiais fotovoltaicos, e na junção dessas duas regiões (ou seja, a junção PN), um campo elétrico interno é formado.
5. Impulsionando o fluxo de elétrons: Este campo elétrico interno impulsiona os elétrons livres a se moverem em direção à região do tipo N e os buracos a se moverem em direção à região do tipo P, e esse movimento cria uma corrente.
6. Captação da corrente: Através de um inversor, essa corrente é convertida em eletricidade CA ou CC e armazenada no sistema de armazenamento de energia para uso posterior.
Como funcionam os inversores conectados à rede e os inversores isolados da rede, e qual o seu modo de operação.
1. O inversor conectado à rede converte a energia CC gerada pelos painéis solares em uma tensão de barramento adequada para o inversor por meio do módulo MPPT e, em seguida, a converte em energia CA por meio de componentes eletrônicos para alimentar os eletrodomésticos. Se houver excesso de energia, ela será convertida para a mesma tensão do sistema de armazenamento e carregada no sistema para reserva. Se houver excesso de energia, ela será injetada na rede elétrica.
2. Os sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica possuem modos de autogeração e autoconsumo, modos de redução de pico e preenchimento de vale, e modos de prioridade de bateria.
Modo de autogeração e autoconsumo: a eletricidade gerada pelos painéis solares é convertida em corrente alternada (CA) e fornecida diretamente aos eletrodomésticos, enquanto o excedente é armazenado no sistema; se a corrente gerada pelos painéis solares não for suficiente para o consumo dos eletrodomésticos, ela é complementada pela rede elétrica da cidade.
Modo de redução de pico e preenchimento de vale: No horário de menor consumo definido, a energia CA da rede elétrica será convertida em energia CC e carregada no sistema de armazenamento de energia; no horário de pico definido, a energia CC no sistema de armazenamento de energia será convertida em energia CA para ser fornecida aos eletrodomésticos; se a energia da bateria for insuficiente, ela será complementada pela rede elétrica.
Modo de Prioridade da Bateria: Independentemente da situação, primeiro assegure-se de que a carga do sistema de armazenamento de energia esteja completa. Quando a energia solar gerar mais energia, ela será convertida diretamente em energia CA para uso da bateria doméstica. Quando a função de conexão à rede elétrica for ativada, o excedente será injetado na rede da cidade.
Como projetar e calcular quantos painéis solares (em watts) instalar.
Painel solar: LESSO 550W
Dimensões: 2278 x 1134 mm (aproximadamente 2,6 pés quadrados).
Peso: 28 kg
Potência: 550W
Fórmula para cálculo da área:
Nota: Suporta painéis solares com potência inferior a 7 kW.
Potência total do painel solar: 550W * 12 = 6,6 kW
Área de telhado necessária: 12 x 2,6 pés quadrados = 31,2 pés quadrados.
Cálculo da geração diária de energia:
Tomando como exemplo Wenzhou, na China, o pico de insolação é de 3,77 horas, a geração de energia por watt por ano é de 1,088 kWh e o tempo de utilização efetiva anual é de 1087,08 horas. Ângulo de instalação: 18 graus.
Geração máxima diária de energia = 6,6 kW x 3,77 h = 24,88 kWh
Geração anual de energia = 6,6 kW x 1087,08 h = 7174,728 kWh
