Os sistemas solares híbridos são uma escolha cada vez mais popular para abraçar a energia renovável, combinando sistemas de energia solar com uma utilização económica da rede eléctrica pública. Este artigo explica os principais componentes desses sistemas e oferece algumas orientações na escolha do correto sistema solar híbrido para suas necessidades.
Conteúdo
O crescimento do mercado de sistemas solares híbridos
Uma introdução aos sistemas solares híbridos
Componentes de um sistema solar híbrido
Como escolher o tamanho certo do sistema solar híbrido
Considerações finais
O crescimento do mercado de sistemas solares híbridos
O mercado global de sistemas solares está a crescer a um ritmo muito saudável, em grande parte devido a uma combinação do aumento dos custos da rede eléctrica pública e do apoio governamental aos sistemas de energia renovável em casa. O mercado residencial vê mais flexibilidade e eficiência de custos em ter um sistema doméstico que faça o melhor uso da energia solar, bem como em encontrar formas de minimizar a necessidade de depender da rede pública.
Como os sistemas solares híbridos têm vários componentes, o mercado global é melhor medido através do crescimento dos inversores solares híbridos, que são a “inteligência” essencial num sistema solar híbrido. Olhando para o período de 2023 a 2032, o mercado global de inversores solares híbridos é projetado a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 9.2%, de US$ 7.39 bilhões em 2023 para cerca de US$ 16.32 bilhões em 2032.
O mercado global esperaria ver um crescimento ainda maior se não fosse o elevado custo de instalação dos principais componentes, especialmente o custo dos inversores, e o longo período necessário para obter um retorno do investimento.
Uma introdução aos sistemas solares híbridos
Sistemas solares híbridos combinar a eletricidade gerada a partir de painéis solares fotovoltaicos (PV) com a eletricidade gerada a partir da rede pública, armazenando a eletricidade coletada em um sistema de armazenamento de bateria.
Em comparação, os sistemas híbridos de “energia” combinam electricidade gerada a partir de múltiplas fontes, que podem incluir energia solar juntamente com turbinas eólicas, geradores hidroeléctricos, rede pública e geradores de combustível autónomos.
Quer o sistema híbrido utilize apenas energia solar ou integre fontes mistas, os princípios são os mesmos. A energia é capturada, regulada e armazenada como corrente contínua (CC) num banco de baterias, que é então disponibilizada para a casa, primeiro convertendo-a para corrente alternada (CA) e depois utilizada pelos eletrodomésticos conforme necessário.
Os sistemas de energia que usam apenas a rede de serviços públicos são chamados de sistemas de 'rede vinculada' ou 'ligados à rede'. Os sistemas solares que são autónomos, utilizando apenas a energia de painéis solares (e/ou outras fontes de energia), e estão isolados da rede de serviços públicos, são chamados “fora da rede”.
Os sistemas solares híbridos podem alternar entre diferentes modos de rede dependendo das fontes de energia disponíveis, e é esta adaptabilidade que torna os sistemas solares híbridos uma escolha cada vez mais popular.
Num sistema de rede estável, onde a energia dos serviços públicos é fiável e consistente, ter um sistema híbrido oferece ao agregado familiar alguma flexibilidade e poupança de custos.
- Quando a energia solar é abundante, a casa aproveita essa energia para todos os seus usos, economizando nos custos de serviços públicos.
- Se o tempo estiver nublado e a energia solar não for suficiente, a casa pode “recarregar” o armazenamento da bateria, utilizando o fornecimento eléctrico da rede pública fora dos horários de pico, a uma tarifa mais barata.
- Se o fornecimento de energia solar for abundante e as baterias estiverem cheias, o excedente de eletricidade gerado pelo sistema solar doméstico pode ser devolvido à rede pública, que pode ser comprada ou creditada pela concessionária.
Num sistema de rede instável, onde cortes frequentes de energia ou cortes de carga podem significar perda de energia durante muitas horas por dia, o sistema solar híbrido fornece energia à casa a partir das baterias armazenadas. Quando a energia da rede está disponível, ela é usada para recarregar as baterias, complementando a energia solar.
Componentes de um sistema solar híbrido
O diagrama acima por Xiamen Nacyc Nova Empresa de Energia mostra cada um dos componentes importantes do sistema solar híbrido, os painéis fotovoltaicos, o banco de baterias de íons de lítio e o inversor híbrido, mostrando como eles se conectam à rede elétrica pública e à residência.
Painéis solares fotovoltaicos (PV)
Esta sistema completo da United Energy mostra um conjunto de quatro painéis de células solares fotovoltaicas (PV), bem como todos os outros componentes. O número real de painéis necessários dependerá da capacidade necessária e custam entre US$ 0.30 e US$ 0.50 por watt.
Painéis solares, painéis de células solares ou painéis solares fotovoltaicos são os componentes mais visíveis do sistema solar híbrido. Esses painéis utilizam um conjunto de células fotovoltaicas (PV) que excitam elétrons, que passam por um circuito para gerar corrente contínua, que pode ser usada diretamente para alimentar dispositivos ou, mais comumente, armazenada em baterias para uso posterior.
Os painéis solares são comumente instalados no telhado, seja em ângulo sobre as telhas ou em um telhado plano. Para uma cobertura plana, o usuário pode inclinar os painéis em direção à luz solar mais forte, enquanto se instalados sobre as telhas é normal selecionar o lado que recebe mais luz solar.
O número de painéis necessários a instalar dependerá dos requisitos de consumo de energia doméstica do utilizador, da estabilidade da rede local e também da quantidade provável de luz solar disponível.
Banco de baterias de íon de lítio
Quando a energia é capturada, seja de painéis solares ou quando alimentada pela rede, ela é armazenada em uma série de baterias de íon de lítio. Em sistemas menores, as baterias podem ser independentes em vez de em um gabinete de baterias, mas ainda assim serão conectadas entre si como um variedade.
A quantidade de armazenamento de bateria necessária dependerá dos requisitos de consumo de energia doméstica do usuário e até que ponto o usuário deseja permanecer independente da rede local. Quanto mais energia for armazenada, mais eletricidade estará disponível para uso “fora da rede”.
Inversor híbrido
Inversores solares híbridos lidar com todas as transferências de energia, regulação e conversão entre as baterias, a rede elétrica doméstica e a rede elétrica dos serviços públicos.
Os modernos sistemas inteligentes de gerenciamento de energia permitem que o inversor:
- gerenciar a carga e o armazenamento do painel solar,
- monitorar os níveis de carga da bateria,
- alternar entre rede pública e uso de bateria,
- converter corrente DC armazenada em AC,
- fornecer eletricidade para a casa,
- fornecer energia excedente de volta à rede pública,
- fornecer dados em tempo real para a nuvem e para computadores locais.
É importante planejar um inversor com capacidade para fornecer a conversão CA simultânea suficiente que a casa necessita. Como um exemplo simples, microondas, chaleiras, fornos e aquecedores (ou ar condicionado) podem exigir cerca de 2 a 5 Kw individualmente. Tudo usado em conjunto, isso colocará uma carga simultânea muito alta no inversor, que pode desarmar se for consumida mais energia do que o inversor pode converter. Os sistemas inteligentes irão ajudá-lo a gerenciar a demanda excessiva sem causar o desligamento do sistema.
Outros componentes
Os principais componentes incluídos em um sistema completo são painéis solares, inversor híbrido, baterias de armazenamento e software de monitoramento. Eles também podem incluir acessórios, cabeamento e, em alguns casos, um kit de ferramentas completo.
Como escolher o tamanho certo do sistema solar híbrido
Ao selecionar o tamanho certo do sistema para o uso desejado, o fornecedor deverá ser capaz de ajudar nos cálculos. Uma planilha pode ajudar e o fornecedor pode ter uma para lhe fornecer.
Os principais fatores a serem planejados serão baseados no uso diário e simultâneo esperado, em KiloWatts. Isso pode ser determinado a partir de contas mensais de serviços públicos, para estimar o uso mensal de quilowatts e, em seguida, precisa ser dividido em um valor diário. É improvável que isso forneça uma redução detalhada das horas, mas é útil pensar nos horários de pico de uso e não na média. Por exemplo, cozinhar à hora das refeições pode envolver a utilização de equipamento de alta potência, forno, micro-ondas e outros utensílios de cozinha, ao mesmo tempo que utiliza energia para aquecimento doméstico, aquecimento de água, televisão e Internet doméstica.
Se a intenção é construir uma oferta excedentária para realimentar a rede pública, então a estimativa deve permitir esse excedente. É claro que todas essas estimativas devem, em última análise, levar a um sistema que caiba no orçamento, bem como à quantidade provável de luz solar consistente disponível. Podem ser necessários compromissos para encontrar o tamanho certo do sistema.
É importante ressaltar que os sistemas solares híbridos exigem um grande custo inicial, na compra de todos os equipamentos, instalação e conexão. É provável que o retorno do investimento seja ao longo de vários anos, em vez de meses, pelo que as expectativas devem ser geridas na construção de um sistema numa base pura de poupança de custos.
Considerações finais
Os sistemas solares híbridos aproveitam melhor a combinação de energia solar renovável e o uso seletivo da rede de serviços públicos. O principal componente do sistema que possibilita a combinação inteligente é o inversor híbrido inteligente, com sistemas de gerenciamento de energia que dão controle ao usuário doméstico.
Há uma ampla variedade de sistemas híbridos disponíveis, todos incluindo os principais componentes de painéis solares fotovoltaicos, conjuntos de baterias de armazenamento e um moderno inversor híbrido, com software inteligente. O desafio para o utilizador é decidir qual a capacidade desejada, que utilização da rede pública é preferida (ou necessária num ambiente de rede instável) e, em seguida, que tamanho de sistema é necessário para lidar com isso. A capacidade é determinada por quantos painéis são necessários para capturar luz solar suficiente, quantas baterias de armazenamento são necessárias para manter energia suficiente para todos os usos e qual capacidade de conversão CC/CA o inversor pode suportar para qualquer demanda simultânea.
O custo é um fator importante, pois a maior parte do custo é investimento inicial, na compra e instalação dos componentes, e o ROI provavelmente será durante um longo período. No entanto, onde existe uma rede eléctrica instável, um elevado custo de investimento pode ser mais aceitável para a necessidade de energia regular. Os fornecedores podem fixar o preço por conjunto completo, mas muitos fixam o preço por US$ por watt, por isso, mais uma vez, é importante conhecer a capacidade necessária.
Os compradores potenciais desejarão comparar as opções disponíveis. Mais informações sobre a ampla seleção de sistemas solares híbridos disponíveis e seus componentes individuais podem ser encontradas no showroom online em Chovm.com.
