Como é que uma bateria de inversor interage com o sistema solar?

Uma bateria de inversor desempenha um papel fundamental num sistema solar, armazenando o excesso de energia gerada pelos painéis solares para utilização posterior. Assegura a disponibilidade de energia durante os dias nublados ou à noite, quando a produção solar é baixa. Compreender a forma como a bateria do inversor interage com o sistema solar é fundamental para otimizar o armazenamento de energia e garantir a máxima eficiência.

Interação entre a bateria e o sistema solar

Num sistema solar com uma bateria, esta funciona em conjunto com os painéis solares e o inversor para otimizar a utilização da energia.

• Armazenamento de energia¹: Os painéis solares geram eletricidade durante o dia, convertendo a luz solar em energia CC. Quando os painéis solares geram mais energia do que a necessária, o excesso é armazenado na bateria do inversor. Por exemplo, se os seus painéis solares gerarem 10 kWh num dia, mas apenas utilizar 6 kWh, os restantes 4 kWh serão armazenados na bateria.
• Utilização de energia²: À noite ou em dias nublados, quando a produção solar é baixa, o inversor retira energia da bateria para fornecer eletricidade à casa ou à empresa. Um sistema solar doméstico típico com uma bateria de 5 kWh pode durar 4-6 horas se apenas forem utilizados os aparelhos essenciais.
• Interação da grelha³: Nos sistemas ligados à rede, a energia excedente que não é armazenada na bateria pode ser devolvida à rede. Se a bateria estiver totalmente carregada e os painéis solares continuarem a gerar energia excedentária, esta pode ser enviada para a rede para compensação ou utilização posterior, dependendo do seu acordo de contagem líquida.

Esta interação permite que os sistemas solares maximizem a eficiência energética, reduzam a dependência da rede e forneçam energia de reserva quando necessário.

Tipos de sistemas Inversor-Bateria

Existem diferentes configurações de sistemas de inversor-bateria, dependendo das necessidades energéticas específicas e do facto de o sistema estar ligado à rede ou fora dela.

• Sistemas ligados à rede com armazenamento de baterias⁴: Nesta configuração, os painéis solares estão ligados à rede eléctrica. O inversor converte a energia CC dos painéis em energia CA. Qualquer energia excedente é armazenada na bateria para utilização posterior ou pode ser enviada de volta para a rede. Estes sistemas permitem a independência energética durante a noite ou em períodos de baixa produção solar. Por exemplo, se tiver um conjunto de painéis solares de 5 kW e uma bateria de 5 kWh, pode garantir energia durante o entardecer ou à noite.

• Sistemas fora da rede⁵: Um sistema fora da rede funciona de forma independente da rede eléctrica. É composto por painéis solares, baterias e um inversor. Todas as necessidades energéticas devem ser satisfeitas através da energia solar e do armazenamento de baterias. Estes sistemas são ideais para áreas remotas ou locais sem acesso fiável à rede eléctrica. Um sistema fora da rede típico pode ter um conjunto de painéis solares de 10 kW e um banco de baterias de 20 kWh para alimentar uma pequena cabana ou casa.

• Sistemas híbridos⁶: Os sistemas híbridos combinam a flexibilidade da ligação à rede com a capacidade de armazenamento de energia das baterias. O sistema pode alternar automaticamente entre a alimentação da rede, dos painéis solares ou da bateria, consoante a disponibilidade de energia e a procura. Os sistemas híbridos são os mais versáteis, uma vez que proporcionam segurança energética e poupança de custos tanto em situações ligadas à rede como fora da rede.

Sistema de gestão da bateria (BMS)

A Sistema de gestão da bateria (BMS)⁷ é essencial para manter a saúde, a segurança e o desempenho da bateria num sistema solar.

• Controlo: O BMS monitoriza o estado de carga (SOC), a temperatura e a tensão da bateria para garantir que esta funciona dentro de limites seguros. Por exemplo, pode alertá-lo se a temperatura da bateria exceder os 45°C, uma vez que isso pode provocar danos ou reduzir a eficiência. Uma bateria solar típica dura cerca de 5-15 anos, dependendo da proteção BMS.
• Equilibrar as células: O BMS garante que todas as células da bateria permanecem equilibradas, evitando discrepâncias nos níveis de carga entre as células. Isto aumenta a eficiência e a vida útil da bateria. Por exemplo, se o sistema tiver 10 células, o BMS garante que cada uma delas se mantém dentro de 5% das outras, evitando danos.
• Proteção: O sistema também fornece proteção contra condições perigosas, como curto-circuitos ou cenários de temperatura excessiva, garantindo a segurança de todo o sistema solar. Se o BMS detetar uma sobrecarga ou um curto-circuito, pode desligar a bateria para evitar o risco de incêndio.

Um BMS a funcionar corretamente garante que a bateria funciona de forma eficiente, dura mais tempo e tem um desempenho consistente.

Utilização de energia e gestão da carga

Gerir a utilização de energia e distribuir a energia de forma adequada é essencial para otimizar o desempenho da bateria e do painel solar.

• Priorização da energia: O inversor decide como distribuir a energia entre os painéis solares, a bateria e os electrodomésticos. Na maioria dos sistemas, os painéis solares fornecem energia diretamente aos aparelhos, sendo o excesso utilizado para carregar a bateria. Por exemplo, se a sua casa consome 6 kWh por dia, o seu sistema solar de 5 kW fornecerá diretamente a maior parte dessa energia, sendo o restante utilizado para carregar a bateria.
• Utilização da bateria: Quando a produção solar não está disponível, como durante a noite ou em dias nublados, o inversor muda para a energia da bateria para manter os aparelhos essenciais a funcionar. Uma bateria de 5 kWh pode fazer funcionar as luzes, um frigorífico e alguns aparelhos durante cerca de 4-5 horas.
• Gestão da carga: Os inversores solares avançados podem dar prioridade à utilização de energia para determinados aparelhos, assegurando que as cargas essenciais (por exemplo, frigoríficos, luzes) estão sempre ligadas, enquanto os dispositivos não essenciais podem ser desligados se a carga da bateria estiver baixa.

Esta interação dinâmica garante que a energia é utilizada de forma eficiente e que a bateria não é descarregada em excesso, fornecendo energia contínua sem desperdiçar recursos.

Energia de reserva (sistemas ligados à rede com armazenamento de baterias)

Em sistemas ligados à rede com armazenamento de bateria, a bateria do inversor fornece energia de reserva durante as interrupções da rede.

• Comutação automática: No caso de uma falha de energia, o inversor detecta a falta de rede e muda automaticamente para a energia da bateria. Isto assegura que os aparelhos essenciais (como iluminação, frigoríficos ou dispositivos médicos) permanecem operacionais durante a falha de energia. Por exemplo, uma bateria de 5 kWh pode fornecer energia aos seus aparelhos essenciais durante várias horas durante um apagão.
• Duração da bateria: A duração da energia de reserva depende do tamanho da bateria e do consumo de energia da casa ou da empresa. Por exemplo, se tiver uma bateria de 5 kWh e os seus aparelhos essenciais consumirem 1,5 kW por hora, a bateria fornecerá energia de reserva durante cerca de 3-4 horas.

Ao fornecer energia de reserva, a bateria do inversor oferece maior fiabilidade e segurança, especialmente em regiões com frequentes interrupções de energia.

Conclusão

A interação entre uma bateria inversora e um sistema solar é essencial para uma gestão eficiente da energia.

• O painéis solares geram energia que pode ser utilizada imediatamente ou armazenada na bateria.
• O inversor converte a energia dos painéis solares e da bateria em eletricidade CA utilizável.
• O bateria armazena a energia excedente gerada pelos painéis solares e fornece energia quando a produção solar é baixa.
• O Sistema de gestão da bateria (BMS) garante que a bateria funciona de forma segura e eficiente.
• Gestão da carga ajuda a dar prioridade às necessidades energéticas essenciais, enquanto energia de reserva proporciona segurança durante as interrupções da rede.

Compreender estes componentes e a forma como interagem garante que o seu sistema solar funciona com o máximo desempenho, oferecendo independência energética, poupança de custos e fiabilidade.

Nota de rodapé: