Energia solar. O cenário de trabalho home office aumentou bastante nos últimos anos em função da pandemia, fazendo com que muitas pessoas recorram a alternativas diversas para viabilizar seu trabalho sem precisar pagar uma fortuna na conta de luz.
Uma das soluções mais favoráveis nesse sentido são os sistemas fotovoltaicos, que geram energia limpa e renovável e ajudam a diminuir os gastos com energia paga à concessionária.
Atualmente, os sistemas fotovoltaicos do tipo off grid são recomendados principalmente para localidades que não são abastecidas pela rede elétrica, como áreas mais distantes dos centros urbanos.
Mas essa também pode ser uma opção viável quando há a necessidade de manter algum equipamento fora da rede, de forma a continuar operando mesmo quando o sistema fotovoltaico não está produzindo energia ou quando há falta de energia na rede pública.
Confira no artigo a seguir algumas dicas para você desenvolver seu próprio sistema off grid em casa.
Como é composto um sistema de energia solar off grid?
Um sistema fotovoltaico off grid é composto basicamente pelo arranjo fotovoltaico, banco de baterias, controlador de carga e inversor solar.
O arranjo fotovoltaico é simplesmente o conjunto de placas solares fotovoltaicas, e é o responsável pela captação da radiação solar e conversão em energia elétrica.
O banco de baterias armazena a energia elétrica convertida, permitindo a sua utilização a qualquer momento, inclusive durante a noite.
O gerenciamento de carga do banco de baterias é feito pelo controlador de carga, um dispositivo eletro-eletrônico que, em alguns casos, também pode contribuir gerenciando a energia utilizada pelos aparelhos consumidores de energia elétrica.
Por fim, o inversor solar é o componente responsável pela transformação da corrente contínua gerada pelas placas solares (e armazenada nas baterias) em corrente alternada, possibilitando a utilização da energia elétrica em equipamentos feitos para operar ligados à rede elétrica.
Agora que já conhecemos as partes que compõem o sistema off grid, confira a seguir sobre o seu dimensionamento.
Dimensionamento do sistema fotovoltaico off grid de energia solar
Os sistemas do tipo off grid podem ser projetados com a finalidade de alimentar qualquer tipo de carga, qualquer valor de potência e qualquer montante de energia. Mas vale pontuar que quanto mais potente forem os equipamentos a serem eletricamente alimentados, e quanto maior o tempo de uso, mais energia consomem.
Sendo assim, maior deverá ser o sistema fotovoltaico off grid para atender às suas necessidades energéticas. E como é de se imaginar, quanto mais potente for um sistema off grid, maior será o investimento financeiro para a sua implantação.
Por isso, é mais comum recorrer a sistemas off grid quando a necessidade é a de alimentação de pequenas cargas, como iluminação, telecomunicação e pequenos utensílios domésticos.
Para fazer o dimensionamento adequado dos componentes que formam um sistema fotovoltaico off grid, é preciso seguir alguns requisitos. Antes de tudo, é preciso levar em conta dois fatores principais: 1) a energia elétrica necessária para alimentar os equipamentos elétricos que serão utilizados; e 2) a radiação solar disponível no local de instalação do sistema.
É preciso definir quais os equipamentos que você deseja alimentar a partir do sistema off grid, para calcular a energia elétrica necessária para atender essa demanda. A partir dessa informação é possível estipular quantas placas e quantas baterias deverão ser utilizadas.
O primeiro componente a ser dimensionado no sistema off grid é o banco de baterias. Para realizá-lo, é fundamental considerar alguns fatores.
Toda a energia para alimentar os equipamentos que vão consumir energia, devem estar nas baterias. A função dos módulos solares fotovoltaicos é a de repor a energia consumida das baterias, recarregando-as.
As baterias devem ter capacidade o suficiente para prover a energia necessária para os períodos de uso dos equipamentos, sem que aconteçam interrupções. Para isso, é preciso também levar em conta o tempo de uso dos equipamentos.
Por exemplo, se você precisa de energia o suficiente para que os seus equipamentos funcionem adequadamente durante 8 horas de home office, é preciso se certificar de que as baterias tenham condições de fornecer essa quantidade de energia.
Observe quais são esses equipamentos e qual o consumo de cada um deles. Lembre-se de levar também em consideração quantas lâmpadas ou luminárias você precisa usar durante esse período.
As baterias precisam ter capacidade de armazenar pelo menos dois períodos de operação completos. Ou seja: devem armazenar energia suficiente para abastecimento por dois dias de funcionamento, mesmo com templo nublado ou chuvoso.
O próximo passo é dimensionar o arranjo fotovoltaico, conforme veremos no próximo tópico.
Cálculo da quantidade de módulos fotovoltaicos
Após realizar o dimensionamento do banco de baterias do sistema off grid, é hora de dimensionar o conjunto de placas solares.
O arranjo fotovoltaico deve ser capaz de repor a energia consumida pelos equipamentos elétricos em um período de operação, concedendo uma quantidade extra de energia que possa suprimir quaisquer perdas e/ou compensar um eventual dia anterior com baixa radiação solar (quando o clima está nublado ou chuvoso, por exemplo).
Para calcular a quantidade de placas solares necessárias, é preciso considerar não apenas a quantidade de energia a ser gerada diariamente, mas também a disponibilidade de radiação solar naquela região e no local de instalação do sistema fotovoltaico.
Em regiões nas quais há maiores quantidades de radiação solar, o arranjo fotovoltaico pode ser menor que em localidades com menor quantidade de radiação solar, já que consegue produzir mais com uma menor quantidade de placas solares.
Seguindo em frente, veremos agora sobre o controlador de carga, dispositivo eletro-eletrônico que fica responsável pelo gerenciamento de carga do banco de baterias.
Dimensionamento do controlador de carga
Uma vez definidas as configurações e necessidades do banco de baterias e do arranjo fotovoltaico, é preciso realizar o dimensionamento e seleção do controlador de carga das baterias.
Como esse componente controla a energia elétrica advinda das placas solares que vai para o banco de baterias, o seu dimensionamento é feito em função das características elétricas do arranjo fotovoltaico e do conjunto de baterias.
De acordo com o que tiver sido definido a respeito desses dois componentes anteriormente, é possível optar por selecionar um dispositivo mais simples (que trabalha ligando/desligando o arranjo fotovoltaico do banco de baterias), ou um dispositivo mais sofisticado, que consiga gerenciar os níveis de tensão (voltagem) e corrente elétrica (amperagem) enviadas às baterias.
Vale pontuar que quanto mais sofisticado o dispositivo, maior será o custo, mas também significa que terá um rendimento mais elevado.
O arranjo fotovoltaico pode ser dividido entre vários controladores de carga, que estarão conectados ao mesmo banco de baterias. Essa é uma prática comum, principalmente em sistemas fotovoltaicos off grid de grande porte.
Diante da necessidade de alimentar aparelhos eletroeletrônicos que trabalham em corrente alternada, faz-se uso de um inversor, que é dimensionado segundo a potência dos equipamentos que serão alimentados.
A potência de um inversor autônomo precisa ser sempre superior à potência das cargas que serão alimentadas, mas também é possível dividir os equipamentos entre vários inversores, que serão abastecidos pelo mesmo banco de baterias.
Se ao avaliar suas necessidades, você chegar à conclusão de que o sistema off grid é de fato o que vai melhor atendê-las, consulte uma empresa de credibilidade ou um profissional capacitado no setor de energia solar para te orientar da melhor forma.
Como o investimento desse tipo de sistema é muitas vezes elevado, vale a pena contar com ajuda qualificada para não correr riscos envolvendo prejuízos financeiros e até mesmo sua própria segurança.
