Conexão do sistema solar fora da rede – ISOLADO

TIPOS DE SISTEMA FORA DA REDE – AC OU DC ACOPLADO

Os sistemas fora da rede são construídos usando fontes de energia AC ou DC acopladas. As fontes de geração acopladas AC incluem inversores solares comuns, enquanto as fontes acopladas DC incluem controladores de carga solar MPPT. O fato de um sistema ser AC ou DC acoplado geralmente depende do tamanho do sistema. A maioria dos sistemas de pequena escala são acoplados DC e usam controladores de carga solar MPPT eficientes. 

Os sistemas fora da rede (Off-Grid) maiores podem ser AC ou DC acoplados, dependendo do tipo de inversor-carregador usado e da compatibilidade com diferentes inversores solares (AC) ou controladores de carga solar (DC).

BANCOS DE BATERIAS

Baterias fora da rede devem carregar com eficiência para não desperdiçar energia valiosa gerada pelo painel solar ou um gerador a diesel. Baterias fora da rede precisam de capacidade de alta potência para suportar o grande consumo de sobre tensão, descarga e corrente de carga de carregadores de inversores fora da rede. O acesso a sites fora da rede nem sempre é fácil, portanto, uma bateria sem manutenção é altamente desejável. As mudanças de temperatura devem ser consideradas, pois isso afetará a vida útil da bateria.

Banco de bateria de ÍON-LÍTIO

Estado de carga (SoC) é o nível de carga de uma bateria elétrica em relação à sua capacidade. As unidades de SoC são pontos percentuais 0% = vazio; 100% = cheio. O SoC é normalmente usado ao discutir o estado atual de uma bateria em uso. Os sistemas de bateria solar fora da rede serão totalmente ciclados e operados regularmente em uma condição de estado parcial de carga (PSOC). Portanto, o monitoramento do SoC é crítico para usuários fora da rede.

BATERIA DE ÁCIDO-CHUMBO VS. BATERIA DE ÍON-LÍTIO

Isso tudo se resume ao número de ciclos de uma bateria e sua profundidade de descarga, quantas vezes a bateria pode ser descarregada e quanta energia pode ser usada. As baterias de chumbo-ácido degradam-se mais a cada ciclo. Onde uma bateria de lítio pode vir com garantia de 10.000 ciclos. Baterias de chumbo-ácido têm custo mais baixo para a mesma voltagem e capacidade, mas não duram muitos ciclos, enquanto que, para baterias de íon-lítio com ciclos de descarga mais elevados, o custo inicial é baixo. Apesar de ter custos iniciais mais altos, as baterias de íon de lítio geralmente são mais valiosas do que as opções de chumbo-ácido. Baterias de chumbo-ácido podem ser a melhor decisão em um cenário com uma instalação solar fora da rede que não é usada com frequência devido às taxas de uso mais baixas, uma bateria de chumbo-ácido seria uma boa solução em vez de baterias de íon de lítio.

CONTROLADOR DE CARGA SOLAR

Ele regula o carregamento das baterias e as impede de sobrecarregar e causar mais danos. Os controladores de carga simples param de carregar uma bateria quando excedem um nível de alta tensão definido e reativam o carregamento quando a tensão da bateria cai abaixo desse nível. Os controladores de carga também podem monitorar a temperatura da bateria para evitar o superaquecimento. Alguns sistemas de controlador de carregamento também exibem dados, transmitem dados para visores remotos ao longo do tempo.

controlador de carga solar e inversor off-grid

Os sistemas mais comuns com acoplamento CC usam controladores de carga solar (também conhecidos como reguladores solares) para carregar uma bateria diretamente da energia solar, além de um inversor de bateria para fornecer energia CA para os eletrodomésticos. Para microssistemas, como aqueles usados ​​em caravanas / barcos ou cabanas, os controladores solares simples do tipo PWM (Modulação por Largura de Pulso) são uma maneira muito econômica de conectar 1 ou 2 painéis solares para carregar uma bateria de 12 volts. Para sistemas maiores, são usados ​​controladores de carga solar MPPT (Rastreamento de Ponto de Potência Máximo). Ao contrário dos controladores PWM simples, os sistemas MPPT podem operar com tensões de string muito mais altas.

INVERSORES OFF-GRID

Os inversores ligados à rede são mais simples e fáceis de conectar, pois geralmente há apenas dois componentes principais, mas um inversor fora da rede precisa de um banco de baterias para funcionar. No caso de um sistema fora da rede, os painéis solares fornecem energia CC para as baterias. Em seguida, o inversor pega essa energia e a converte em energia CA para sua casa. Isso funciona essencialmente como uma rede elétrica em miniatura. Uma diferença principal entre inversores solares fora da rede (Off-Grid) e na rede (On-Grid) é que eles não precisam corresponder à frequência da rede elétrica da concessionária em comparação com um inversor vinculado à rede.

INVERSORES HÍBRIDOS

Um inversor híbrido, também conhecido como inversor baseado em bateria, combina dois componentes separados – um inversor solar e um inversor de bateria – em uma única peça de equipamento. ele pode funcionar como um inversor de eletricidade de seus painéis solares e uma bateria solar. Um dos maiores benefícios de um inversor híbrido é que ele combina a funcionalidade de dois equipamentos separados em um. Isso pode significar um processo de instalação mais fácil para o instalador solar. Fora isso, um inversor híbrido permite o monitoramento centralizado da bateria e dos painéis solares.

CONEXÕES AC E DC

O objetivo dessas desconexões é garantir que você possa desligar a energia de entrada dos painéis solares. As conexões CC são colocadas entre os painéis solares e os inversores. As conexões CA são colocadas após o inversor.

Inversor, Controlador de Carga e Chave de desconexão CA/CC

As conexões CA são normalmente montadas na parede externa da casa do cliente, perto do medidor elétrico. A necessidade dessas desconexões surge do fato de que em caso de emergência como incêndio ou condições meteorológicas extremas para proteger as instalações de serem danificadas e mesmo durante a manutenção, é necessário desligar totalmente a energia por motivos de segurança. As conexões CA / CC são apenas uma peça dos componentes BOS (equilíbrio do sistema) de que você precisa para uma instalação solar bem-sucedida.

Os projetos de sistemas isolados são mais complexos, pois utilizam componentes adicionais, como controlador de carga, monitor de bateria e disjuntores CA e CC adicionais. Todas essas coisas tendem a tornar os sistemas off-grid mais complexo de conectar e instalar.

AE Solar Engenheiro Sênior

AFSHIN BAKHTIARI
Projeto OFF-Grid em residência Isolada

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