Baterias para sistemas fotovoltaicos já valem o investimento

Artigo escrito pelos engenheiros Marco Antonio Togniazzolo e Jarlan Barbosa Lopes da Sec Power

Ao explorarmos a viabilidade de sistemas fotovoltaicos para alcançar a independência energética, deparamo-nos com a necessidade de armazenar energia para suprir o consumo durante períodos sem geração solar.

A instalação de baterias torna-se então essencial, porém, muitas vezes, surgem dúvidas e frustrações em relação ao custo e à eficiência desses sistemas.

É verdade que a principal diferença técnica e de custo entre um sistema conectado à rede e um sistema autônomo é a necessidade de baterias, o que aumenta o investimento inicial.

No entanto, com os avanços tecnológicos das baterias de lítio e dos processos de fabricação, essas baterias se tornaram mais atraentes, oferecendo um retorno de investimento interessante e ampliando as possibilidades de implementação de sistemas fotovoltaicos completos.

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Mas você pode se perguntar: se as baterias de lítio já são viáveis, por que ainda não são amplamente adotadas?

Para responder a essa pergunta, devemos considerar o histórico das baterias no contexto dos sistemas fotovoltaicos. As baterias de chumbo ácido, que eram amplamente utilizadas no passado, apresentavam desvantagens significativas para aplicações cíclicas, como as dos sistemas fotovoltaicos.

As baterias de chumbo ácido eram incompatíveis com os regimes cíclicos de carga e descarga, tinham capacidade mínima de descarga a ser respeitada, não eram resilientes em ambientes com temperaturas elevadas e exigiam manutenção constante.

Além disso, as baterias automotivas, que eram comumente utilizadas inicialmente, tinham vida útil muito curta, sendo necessário substituí-las em menos de um ano.

É importante ressaltar que todas as baterias têm vantagens e desvantagens para a aplicação em sistemas fotovoltaicos, porém as baterias de chumbo ácido, especialmente as mais simples, apresentam mais desvantagens do que outras opções.

Embora seu preço de aquisição seja atrativo em comparação a outros tipos de baterias, essa vantagem se torna irrelevante, uma vez que estas baterias precisam ser substituídas com frequência.

No entanto, é possível utilizar baterias de chumbo ácido com sucesso em sistemas fotovoltaicos, desde que sejam adotadas práticas de projeto e considerados horizontes de vida útil.

Por exemplo, ao projetar o sistema com um banco de baterias de maior capacidade para minimizar a profundidade de descarga e instalá-las em locais com temperaturas mais baixas, é possível alcançar resultados satisfatórios. A troca adequada e programada das baterias também deve ser considerada no projeto.

Apesar disso, as baterias de lítio surgem como uma opção mais resiliente e indicada para aplicações em sistemas fotovoltaicos. Embora apresentem algumas das características problemáticas encontradas nas baterias de chumbo ácido, elas são menos afetadas por esses problemas, tornando-se uma opção superior.

É importante destacar que a discussão apresentada até aqui é relevante não apenas para sistemas fotovoltaicos, mas também para outros tipos de sistemas intermitentes.

Os sistemas fotovoltaicos possuem a particularidade da geração intermitente de energia solar, que não pode ser controlada ou manipulada.

Nesse sentido, o armazenamento de energia em baterias torna-se uma solução prática, de fácil instalação e manutenção, além de ser mais acessível em termos de custo em comparação a outras opções.

As baterias, ou acumuladores elétricos de energia, armazenam e devolvem a energia por meio de reações químicas. Esse processo envolve a movimentação ordenada de elétrons, que é chamada de corrente elétrica, e é fundamental no funcionamento da eletricidade.

No entanto, em cada ciclo de descarga e carga, uma parte da reação química não é completamente reversível, o que reduz a capacidade da bateria com o passar do tempo e a leva ao final de sua vida útil.

A vida útil cíclica de uma bateria é determinada pelo número de ciclos de descarga e carga que ela pode suportar. No caso das baterias de chumbo ácido simples, esse número é relativamente baixo, em torno de 350 ciclos em condições ideais.

No entanto, esse número pode variar de acordo com diversos fatores, sendo a temperatura ambiente um dos mais impactantes. Temperaturas elevadas reduzem significativamente a vida útil das baterias de chumbo ácido, sendo recomendado que essas baterias sejam operadas em ambientes com temperaturas mais amenas.

Além da temperatura, a profundidade de descarga também influencia a vida útil das baterias. Quanto mais energia é extraída de uma bateria, menor será sua vida útil. As baterias de chumbo ácido são particularmente sensíveis a essa profundidade de descarga.

Embora haja outras características das baterias que representem problemas ou limitações para seu uso em sistemas fotovoltaicos, é importante ressaltar que essas características são encontradas em menor intensidade nas baterias de lítio, o que as torna uma opção muito mais adequada para essa aplicação.

Em suma, as baterias de lítio representam uma evolução necessária para sistemas fotovoltaicos, oferecendo maior eficiência, vida útil mais longa e maior resistência às condições adversas.

No entanto, isso não significa que as baterias de chumbo ácido sejam completamente incompatíveis com sistemas fotovoltaicos. Com um projeto adequado e considerando todas as variáveis envolvidas, é possível obter sucesso com o uso desse tipo de bateria.

Caso contrário, a transição para baterias de lítio se apresenta como uma escolha mais adequada, proporcionando um sistema fotovoltaico mais eficiente e confiável.

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