Como dimensionar sua Energia Solar Off-Grid?

02 set Como dimensionar sua Energia Solar Off-Grid?

Muito tem sido falado sobre os sistemas de energia solar residencial grid-tie (conectado à rede), onde a energia solar está sincronizada com a rede da concessionária. Neste tipo de sistema o dimensionamento é simplificado, pois tudo que gerar é absorvido ou pelo consumidor ou pela rede e tudo que não for gerado pela microgeração, a rede da concessionária suprirá. Por outro lado, o dimensionamento dos sistemas fotovoltaicos isolados da rede é mais complicado, pois você não tem o back-up da rede, então deve-se projetar além do sistema solar que atenda à carga do consumidor, um banco de baterias que seja o pulmão do sistema.

O dimensionamento do sistema de energia solar fotovoltaica off-grid (isolado da rede) vai depender dos aparelhos utilizados e também do nível de consumo que se faz destes aparelhos. No quadro abaixo você encontrará o consumo usual de cada aparelho eletrodoméstico. Somando estes valores você consegue calcular o sistema off-grid customizado para cada caso.

Os valores apresentam o consumo médio diário estimado destes aparelhos. A quantidade é unitária, então se você possui mais de uma unidade, basta multiplicar o consumo diário pela quantidade que possui. Por exemplo, se possui 5 lâmpadas LED, então procure o consumo unitário na tabela, neste caso 40 Wh/dia, logo multiplique por 5, que resulta em consumo médio de 200Wh/dia.

Para saber qual kit fotovoltaico off-grid mais adequado, você deve somar os valores dos consumos de cada aparelho. Por exemplo, se possui 1 geladeira simples, 1 microondas, 1 liquidificador e 3 lâmpadas, você deve buscar as quantidades na tabela e somar: 1920 + 650 + 50 + 120 (3×40) = 2.740 Wh/dia, que é a demanda diária de energia.

Caso você tenha uso maior ou menor de um aparelho específico, você também pode ajustar o consumo diário deste aparelho. Por exemplo, se no caso anterior seu consumo do micro-ondas não seja de ½ hora, conforme apresentado no quadro, mas sim de 2 horas diárias, então você pode calcular o consumo ajustado deste aparelho da seguinte forma: você multiplica a potência do aparelho (1300W) pelo tempo de uso (2 horas), que resulta no consumo de 2600 Wh/dia.  Então, recalculando a soma dos aparelhos, no caso anterior, você teria: 1920 + 2600 + 50 + 120 = 4.690 Wh/dia, que seria a sua demanda diária de energia usando o micro-ondas 2 horas por dia.

Com base neste consumo diário você pode dimensionar então o seu banco de baterias de acordo com a quantidade de dias de back-up desejado, ou seja, o período em que o sistema continuará operando mesmo sem sol.  Por exemplo, se desejarmos 2 dias de back-up, fazemos da seguinte forma: (i) primeiro encontramos a quantidade do fluxo de corrente diário, dividindo o consumo de energia diário pela tensão do banco de baterias, neste caso 12Vcc, que resulta em 391Ah/dia. (ii) em seguida multiplica-se o fluxo de corrente pela quantidade de dias de back-up, de 2 dias, que resulta em 782Ah. (iii) Para manter a vida útil das baterias, conforme indicação do fabricante, considera-se o limite de descarga máxima de até 70% da carga da bateria. Então, tomamos a capacidade de fluxo corrente necessária e dividimos por 70% para encontrar a capacidade nominal do banco de baterias necessário. (iv) Assim, a capacidade conjunta do banco de baterias deve ser de 1.117 Ah, deve-se adquirir, portanto, baterias que somem ao todo capacidade superior a 1.117 Ah. Por exemplo, ao tomarmos a bateria Freedom DF4001 de 240Ah como referência, necessitamos de 4,65 baterias ou, majorando ao valor inteiro, necessitamos adquirir 5 baterias DF4001.

Para facilitar o dimensionamento do conjunto fotovoltaico, é possível encontrar no site da Energy Shop Kits de Energia Solar Off-grid já completos, incluindo todos os equipamentos necessários que você precisa para gerar a sua energia solar residencial off-grid. Então, de posse de sua demanda de energia já calculada previamente, você pode escolher os kits solares fotovoltaicos completos, e buscar o produto que possui capacidade superior ao seu consumo de energia. Ao final, vale observar se a quantidade de baterias atende à quantidade de dias de back-up desejado. Caso seja insuficiente, você deve ajustar a sua compra adquirindo baterias adicionais, de modo a ter a autonomia desejada.