De que tamanho de bateria solar eu preciso?

Hoje estamos nos aprofundando no processo de seleção do tamanho ideal das baterias, do tipo de bateria a ser escolhido e muito mais. O ponto focal de nossa discussão será determinar o tamanho adequado da bateria de que você precisa.

Começando pelo básico, pretendemos integrar baterias em sistemas de energia solar. Basicamente, uma bateria é um grupo de baterias que funcionam em conjunto, fornecendo energia quando não há luz solar. A tecnologia de bateria correta e o tamanho adequado da bateria podem oferecer energia suficiente para suas necessidades elétricas durante períodos sem sol. Entre a ampla gama de tecnologias de bateria disponíveis, as baterias de chumbo-ácido, incluindo os tipos de chumbo-ácido líquido, são comumente usadas. Indo direto às diferenças - no armazenamento de energia, as baterias de íon-lítio podem armazenar quatro vezes mais energia que as baterias de chumbo-ácido. Em termos de densidade de energia, ainda é uma vitória para as baterias de íon-lítio, com capacidade de 150 watts-hora por quilograma, em comparação com 40 watts-hora para baterias de chumbo-ácido. Eles também têm uma vida útil mais longa, com um ciclo de vida três vezes maior. Mas, quando se trata de energia utilizável, as baterias de íons de lítio são recomendadas para cerca de 85% de uso, enquanto as baterias de chumbo-ácido são recomendadas para 50%.

Ao discutir a bateria em relação a um sistema de painel solar fora da rede, estamos essencialmente nos referindo a um sistema fora da rede que depende do armazenamento da bateria para fornecer eletricidade durante períodos sem luz solar. Como tal, é imperativo que os nossos cálculos sejam precisos, evitando potenciais faltas de energia. A etapa inicial é determinar com precisão seus requisitos diários de consumo de energia. Para este cálculo é necessário ser o mais detalhado possível. Embora você possa utilizar dados históricos existentes, também é crucial considerar a duração pela qual você utiliza cada carga individual diariamente.

Tomemos como exemplo uma situação única, digamos que você decidiu se mudar para um local isolado e viver em uma pitoresca cabana de madeira, ortogonalmente distante dos movimentados centros da civilização. Sob tais condições, certos utilitários como um freezer tornam-se uma necessidade. Se eu empregasse um freezer convencional de 30 watts para essa finalidade, isso levaria a um consumo diário de energia de 720 watts. A próxima peça do quebra-cabeça é a segunda carga - um minigeladeira. Com base em cenários da vida real, calculei os quilowatts-hora que tende a consumir num ano, converti-os numa taxa de consumo de eletricidade por hora e, finalmente, multipliquei-a pelas 24 horas do dia. O resultado obtido é um consumo diário de 856 watts-hora. Além disso, provavelmente desejaríamos usar diversas formas de entretenimento e dispositivos eletrônicos. Aqui, temos um laptop típico, que consome aproximadamente 80 watts quando operacional, e como o usamos, digamos, três horas por dia, a energia consumida chega a 240 watts-hora.

Esses números podem parecer diminutos, mas quando você considera necessidades como um telefone celular, que precisa ser carregado todas as noites, são mais 12 watts-hora por dia. Supondo que você também queira assistir televisão à noite, você precisará de uma TV LCD ou LED, ou qualquer outra variante. Normalmente, televisores menores oscilam em torno de 100-120 watts. Suponha que consideremos uma televisão de 120 watts que funciona duas horas por dia, estamos considerando um consumo de 240 watts-hora. Portanto, ao somar todos esses números individuais de utilização de energia, teríamos um consumo diário total de 2.068 watts-hora.

Meu conselho pessoal para determinar o número de dias de reserva seria buscar um mínimo de dois dias de energia de reserva, embora possa haver circunstâncias que justifiquem um buffer maior. Por exemplo, se você mora em locais que suportam extensa cobertura nublada, como Seattle, você pode considerar ter um excedente de dois a três dias. Agora que verificamos a quantidade de energia que precisamos reservar, multiplicamos esse valor pelo consumo diário de energia que calculamos anteriormente. Portanto, três dias multiplicados por 2.068 watts-hora nos dão 6.204 watts-hora.

Aplicaremos agora a lei de Ohm para converter os watts-hora que acabamos de calcular em ampères-hora. Para conseguir isso, dividimos 6.204 watts-hora pela voltagem da bateria; neste caso, usaremos 48 volts, o que nos dá um total de 129,25 amperes-hora – a capacidade cumulativa de nossa bateria. Mas aqui está a advertência: posso ter simplificado demais a explicação até agora. Na verdade, o número que calculámos é a energia de que necessitamos diariamente e, embora os cálculos sejam certamente precisos, devido aos mecanismos internos de funcionamento das baterias, particularmente das baterias de chumbo-ácido, se seleccionar esta rota, não poderão ser descarregadas mais de 50% sem causar impacto na vida útil da bateria.

Como tal, precisamos levar em consideração esse nível de descarga de 50%, um aspecto que influencia fortemente a longevidade do seu sistema de armazenamento de bateria. Se você decidir esgotar rotineiramente suas baterias até 50%, é improvável que sua longevidade seja impressionante. No entanto, com dimensões adequadas da bateria, relegar as baterias a uma descarga de 25% deverá aumentar subsequentemente a sua vida útil.