A utilização de baterias domésticas - também conhecidas como baterias caseiras - tem crescido muito nos últimos anos. Não só os utilizadores domésticos, mas também o mercado das pequenas empresas, estão a utilizar cada vez mais o armazenamento de energia, em que a energia excedente gerada pelos painéis fotovoltaicos é armazenada para uma altura em que há falta de energia, como em dias escuros ou à noite.
O desafio aqui é encontrar o equilíbrio perfeito e fazer corresponder a capacidade de uma bateria doméstica à procura de energia. Ao calcular a capacidade da bateria doméstica, o utilizador final tira o partido máximo. Com uma capacidade de armazenamento adequada, a utilização da rede é minimizada e obtém-se o máximo benefício da energia gerada pelos painéis fotovoltaicos.
Neste artigo, vamos falar sobre como calcular a capacidade de uma bateria doméstica, mostrar-lhe o que deve ter em atenção ao comprar e quais os custos que deve considerar.
- Terminologia de baterias domésticas
- Como funciona uma bateria doméstica?
- Cálculo da capacidade da bateria doméstica
- Como é que se calcula a capacidade de uma bateria doméstica?
- Quanto custa uma bateria solar para painéis fotovoltaicos?
Terminologia de baterias domésticas
Ao escolher uma bateria doméstica, é frequente haver confusão devido à terminologia utilizada. Em particular, os termos “potência” e “capacidade” são frequentemente utilizados indistintamente, como se significassem a mesma coisa, quando na realidade estas propriedades da bateria são diferentes. Por conseguinte, apresentamos de seguida um breve resumo dos principais termos com que se irá deparar.
Capacidade: A capacidade é medida em quilowatts-hora (kWh) e é a quantidade total de eletricidade que uma bateria doméstica pode armazenar. Pode ser comparado com um bidão, que tem uma capacidade de armazenamento de cinco ou dez litros.
Profundidade de descarga (em inglês: Depth of Discharge, DoD): A maioria das baterias não pode ser descarregada até à descarga total, pois isso danificá-las-ia. A DoD é a percentagem de energia descarregada em relação à capacidade total da bateria. Se uma bateria doméstica tiver uma DoD de 90%, isso significa que pode utilizar 90% da sua capacidade total.
Potência: Medida em quilowatts (kW), a potência é a quantidade de eletricidade que uma bateria pode fornecer em simultâneo. Pode imaginar como “até que ponto a torneira pode ser aberta”. Uma bateria de alta capacidade e baixa potência fornece baixos níveis de eletricidade (o suficiente para alimentar alguns dispositivos) durante um longo período de tempo. Uma bateria de baixa capacidade e alta potência pode alimentar toda a casa, mas apenas durante um curto período de tempo.
Eficiência Round-Trip (ida e volta): Esta é a eficiência com que a energia pode ser armazenada numa bateria doméstica e depois retirada. Este valor é expresso em percentagem. Se carregar 5 kWh de eletricidade na bateria doméstica e receber de volta 4 kWh, a bateria tem uma Eficiência Round-Trip de 80%.
Vida útil e garantia: A duração da bateria refere-se normalmente ao número de ciclos de carga/descarga a que uma bateria pode ser submetida antes de a sua capacidade cair para uma determinada percentagem (normalmente 80%) da sua capacidade original. Muitas vezes, o fornecedor dá uma certa garantia de capacidade após um determinado número de ciclos de carga/descarga.
As baterias de iões de lítio são as mais utilizadas para o armazenamento de energia solar, conhecidas pela sua elevada DoD, longa duração e custo reduzido.
Como funciona uma bateria doméstica?
Uma bateria doméstica armazena eletricidade para utilização posterior. O funcionamento de uma bateria doméstica pode ser explicado da seguinte forma:
Carregamento: Uma bateria doméstica é carregada com energia solar produzida por painéis fotovoltaicos. Se os painéis fotovoltaicos produzirem mais eletricidade do que a consumida, a energia em excesso é armazenada na bateria.
Descarregamento/consumo: Uma vez carregada a bateria doméstica, esta energia fica disponível para os momentos em que o consumo excede a quantidade de energia gerada, por exemplo, à noite ou em dias escuros.
Transferência automática: Em caso de falha de energia, o software da bateria doméstica deteta isso mesmo e passa automaticamente para a energia armazenada, assegurando que não há interrupção do fornecimento de energia.
O armazenamento do excesso de energia solar pode ajudar os proprietários a maximizar o autoconsumo de energia solar e a reduzir a dependência da rede.
Cálculo da capacidade da bateria doméstica
Ao selecionar uma bateria doméstica adequada, são importantes vários fatores relacionados com a capacidade e a potência. Enquanto instalador, é importante fazer um balanço da forma como o seu cliente irá utilizar esta bateria doméstica. Para o efeito, pode utilizar as seguintes perguntas e selecionar uma bateria doméstica adequada em conjunto com o cliente, com base nas respostas.
- Qual é o consumo de energia atual e futuro?
A capacidade da bateria deve ser adaptada ao consumo atual de energia, mas também deve ser adequada a quaisquer planos futuros. Previsão de aumento da família? Filhos que irão sair da casa dos pais? Compra de uma piscina exterior? Passar a cozinhar com energia elétrica?
É aconselhável incluir um carro elétrico, uma vez que este também pode ser utilizado como bateria doméstica. Além disso, tem uma capacidade significativamente maior do que uma bateria doméstica. Por outro lado, também pode ser sensato excluí-lo do cálculo da capacidade, pois, caso contrário, o utilizador teria de comprar uma capacidade de bateria doméstica consideravelmente superior, tornando a eficiência insignificante. - Que potência tem a instalação de painéis fotovoltaicos?
Uma capacidade insuficiente de armazenamento das baterias domésticas faz com que estas se encham rapidamente e que o excesso de energia solar seja devolvido à rede, reduzindo assim o rendimento. Multiplique a potência de cada painel fotovoltaico pelo número total de painéis fotovoltaicos.
Quando os painéis fotovoltaicos ainda não estão instalados, é necessário determinar a carga de pico ou a potência máxima em watts, somando a potência dos aparelhos utilizados ao mesmo tempo, como micro-ondas, secadores, lâmpadas e computadores. O total é a carga de pico e deve ser coberto pela potência e capacidade da bateria doméstica.
Multiplique a potência de cada aparelho pelo seu tempo de funcionamento para obter a energia em watts-hora por dia. Some todos os valores de watt-hora para obter o total. Esta estimativa é provavelmente demasiado baixa porque haverá perdas de eficiência. Multiplicar por 1,5 para obter o valor real das perdas do sistema. - Cálculo do consumo diário de energia
Exemplo: As lâmpadas elétricas funcionam durante 5 horas por dia. O computador funciona 2 horas por dia. 120 x 5 + 300 x 2 = 1200 watts-hora. 1200 x 1,5 = 1800 watts-hora
Especialmente quando o seu cliente ainda não tem a certeza de quais serão as futuras necessidades energéticas, é aconselhável recomendar uma bateria doméstica modular. Pode ser facilmente expandida com o aumento das necessidades energéticas através de um módulo de bateria adicional. - Como é utilizada a bateria doméstica?
Uma questão importante para o seu cliente é o contexto em que a bateria doméstica vai ser utilizada. Serve de reserva em caso de falha de energia? Será que todo o agregado familiar precisa de ser “mantido ligado”? Ou a bateria doméstica é utilizada numa situação fora da rede? Todos estes fatores podem influenciar a escolha da capacidade, potência e outras características de uma bateria doméstica. - O sistema de painéis fotovoltaicos está adaptado?
Num sistema de adaptação, uma bateria doméstica é adaptada a um sistema de painéis fotovoltaicos existente. Na maioria dos casos, é necessário um inversor de bateria separado porque o inversor existente não é bidirecional.
Como é que se calcula a capacidade de uma bateria doméstica?
Para um sistema solar fotovoltaico com uma potência de 5 kWp, a capacidade da bateria doméstica seria de 7,5 a 8 kWh (5 kWp x 1,5 devido às perdas do sistema).
O consumo diário de energia é mais elevado? Nesse caso, o utilizador pode considerar a adição de painéis fotovoltaicos e a compra de uma bateria doméstica com maior capacidade.
A tabela seguinte mostra a capacidade de armazenamento recomendada para cada consumo de energia. Com um consumo de, digamos, 6000 kWh por ano, deve aconselhar ao cliente uma capacidade de armazenamento da bateria de 9 kWh. Se o seu cliente planeia passar a utilizar eletricidade para cozinhar ou caso haja um aumento da família, calcule aproximadamente o aumento do consumo de energia e multiplique-o por 1,5.
Consequências de uma capacidade demasiado alta ou demasiado baixa
Se a bateria doméstica tiver uma capacidade de armazenamento demasiado elevada, não conseguirá carregá-la totalmente durante os meses de inverno porque não há horas de luz suficientes. Por outro lado, durante os meses ensolarados de verão, a bateria não se esgota porque produz energia suficiente durante o dia e pode utilizá-la diretamente. Assim, com o excesso de capacidade de uma bateria doméstica, é menos provável que recupere o investimento.
Se a bateria doméstica tiver uma capacidade demasiado pequena, pode maximizar o autoconsumo para cerca de metade. Quando os painéis fotovoltaicos produzem muita energia no verão, a capacidade da bateria não é suficiente para armazenar toda a energia.
Quanto custa uma bateria solar para painéis fotovoltaicos?
O custo de uma bateria solar para painéis fotovoltaicos pode variar muito. Isto acontece porque o preço depende de vários fatores, incluindo a capacidade da bateria, a marca e o modelo, os custos de instalação e quaisquer componentes adicionais. Aqui estão algumas das coisas que influenciam o preço de uma bateria solar:
Capacidade da bateria: as baterias solares têm diferentes capacidades, sendo que a capacidade é medida em quilowatt-hora (kWh). Quanto maior é a capacidade, mais cara é a bateria. A capacidade depende de quanta energia solar excedentária queremos armazenar.
Marca e modelo: Existem vários fornecedores de baterias solares marca A no mercado, como a SolarEdge, a LG Chem, a Huawei e a Enphase. Cada marca e modelo tem o seu próprio preço e características.
Custos de instalação: O custo de instalação pode variar consideravelmente, dependendo da situação de vida e da complexidade da instalação. Se não tiver conhecimentos técnicos, poderá ter de solicitar a visita de um instalador profissional.
Componentes adicionais: Se ainda não tem um painel fotovoltaico instalado, incorrerá em custos adicionais com painéis, um inversor solar, cablagem e equipamento de segurança. Com tudo isto, o custo pode aumentar consideravelmente.
O custo de uma bateria solar para painéis fotovoltaicos varia entre cerca de mil euros e dezenas de milhar de euros, dependendo da capacidade e configuração. Aconselhamo-lo a identificar bem as suas necessidades (atuais e futuras) e a pesquisar bem as opções existentes online. Compare ofertas, marcas e modelos, bem como possíveis compatibilidades com o sistema existente. O desenvolvimento de baterias solares é muito rápido e os preços podem mudar significativamente ao longo do tempo com a evolução tecnológica. Por isso, procure manter-se sempre atualizado.