O que eu preciso para ligar uma geladeira no off-grid?
Fala, pessoal, tudo beleza?
Atendendo as dúvidas de muitos de vocês, hoje eu resolvi entrar em um assunto muito querido por vocês, os sistemas off-grid.
Por isso o tema de hoje é: Quantas placas e baterias eu preciso para ligar minha geladeira?
E se você quer aprender a instalar esse sistema, não deixe de conferir por AQUI o nosso treinamento.
Vamos lá, a primeira coisa que precisamos relembrar é: os sistemas off-grid são sistemas desconectados da rede elétrica da concessionária, daí o seu nome, sistemas isolados.
Sendo assim você não precisa homologar seu projeto, isso mesmo!
Porém, você precisa de conhecimentos para instalar da maneira correta. Afinal, não é porque o sistema vai trabalhar isolado que pode ser feito de qualquer maneira.
Então você já sabe, assim como nos sistemas conectados à rede elétrica, os sistemas isolados só devem ser executados por profissionais devidamente qualificados.
O nosso primeiro passo é a escolha da geladeira, para isso eu dei uma navegada rápida pela internet e escolhi este modelo.
O segundo passo é verificar o seu consumo, de acordo com a ficha técnica do fabricante este modelo consome aproximadamente 49 kWh durante 1 mês.
Perfeito, agora já temos a nossa carga e o seu consumo, já podemos começar os nossos cálculos.
Como sabemos, os sistemas off-grid trabalham isolados, ou seja, sem a conexão com rede da concessionária. Por isso, esse tipo de sistema necessita de baterias, eles são mais indicados para locais que não possuem acesso à rede elétrica local, como: um sítio, uma fazenda ou uma comunidade isolada.
Existem outras aplicações também: sistemas de telecomunicações, segurança, em geral sistemas que não pode ficar sem energia, existem diversos casos.
Existem também consumidores que querem se desconectar da concessionária de energia e instalam um sistema off-grid em sua residência. Há alguns detalhes, mas basicamente, são essas as suas principais aplicações.
Como eu disse, os sistemas off-grid precisam de baterias, são elas que irão armazenar a energia gerada pelos módulos fotovoltaicos.
Então, assim como os módulos, elas são de extrema importância para o nosso sistema. Um ponto a se observar é que as baterias não podem sofrer descargas profundas, até podem, mas isso reduz drasticamente sua vida útil.
Por isso, a primeira coisa que vamos ter em mente é que as nossas baterias não vão descarregar mais de 40%, ou seja, o mínimo que ela vai atingir de carga é 60%.
Agora imagine que em sua cidade ficou 2 dias sem sol, o que quer dizer que o seu sistema fotovoltaico basicamente ficou sem gerar energia, ou seja, as baterias só irão fornecer energia para a nossa geladeira e não irão se carregar.
Então nosso segundo passo é escolher quantos dias o nosso sistema vai funcionar sem sol, esse número de dias é denominado autonomia do nosso sistema. Para o nosso caso, vamos adotar 2 dias de autonomia!
Vamos considerar também que nosso sistema possui uma eficiência global de 75%!
Voltamos agora para a parte do nosso consumo, vamos calcular qual é o consumo médio diário da geladeira. Temos que o consumo médio mensal de aproximadamente 50 kWh/mês. Dividindo por 30 dias, temos:
- Consumo Diário = 50 kW / 30 = 1,6 kW.
Isso quer dizer que o nosso sistema off-grid vai ter que fornecer 1,6 kW diariamente. Agora vamos incluir as perdas do nosso sistema, para isso basta dividir o nosso consumo diário pela autonomia geral do nosso sistema.
- Consumo = 1,6 kW / 0,75 = 2,2 kW.
Agora já temos o valor que devemos fornecer por dia para o nosso sistema, passamos para a nossa bateria. Vamos escolher um modelo de bateria estacionária.
Tensão 12 V
Capacidade 220 Ah
Vamos calcular a carga útil da nossa bateria, isso quer dizer que é a carga sem considerar a profundidade.
Para isso temos:
- Capacidade Útil = Carga x Dias autonomia / Tensão
- Capacidade Útil = 2,2 kW x 2 / 12 = 370 Ah
Agora vamos para a capacidade real, agora entra o calculo da profundidade de descarga.
- Capacidade Real = Capacidade Útil / Profundidade de Descarga
- Capacidade Real = 370/0,4
- Capacidade Real = 370/0,4 = 925 Ah.
Isso quer dizer que a capacidade total do nosso banco de baterias é de 925 Ah e que ela não vai mais descarregar mais que 40 %, aumentando a sua vida útil.
Agora vamos calcular o número de baterias do nosso banco, basta dividir a capacidade total do nosso banco pela capacidade da nossa bateria escolhida.
- Numero de baterias = 925 / 220
- Numero de baterias = 4,2
Como não temos um número quebrado de baterias, vamos adotar 5 baterias de 220Ah para o nosso sistema.
Agora que já temos o número de baterias, vamos para os nossos módulos fotovoltaicos.
Para calcular o número de módulos fotovoltaicos, precisamos calcular qual é a corrente que os nossos módulos devem fornecer às nossas baterias.
Aqui eu vou abrir um parênteses que temos, nesta aula introdutória não estou levando em conta as tensões e correntes do nosso inversor e controlador de carga, quero introduzir para vocês somente a parte introdutória dos módulos e baterias, ok?!
Então temos que a quantidade de corrente que o nosso arranjo deve fornecer é igual:
- Corrente arranjo = energia real / tensão bateria
- Corrente arranjo = 2200 / 12
- Corrente arranjo = 183 A
Agora nós já sabemos que o nosso arranjo fotovoltaico deve fornecer 183 A por dia para atender o nosso consumo, agora vamos supor que o nosso sistema será instalado na cidade de de Montes Claros, em Minas Gerais, com irradiação solar no pior mês de 4,5 kWh/m2.dia.
Importante observar que temos que considerar o pior mês para garantir que nosso sistemas irá conseguir suprir a energia, afinal, nós não temos acesso a rede elétrica da concessionária de energia.
Considerando o módulo fotovoltaico de 140W 12VCC 8,65A, para calcular a corrente que cada módulo irá fornecer por dia, essa corrente varia de módulo para módulo e é facilmente encontrada no datasheet.
Temos que:
- Imodulo = Irradiação Solar x Im
- Imodulo = 4,5 x 8,65 = 38,92
Agora, para calcular o número de módulos, basta dividir a corrente do nosso arranjo pela corrente diária que cada módulo é capaz de fornecer
- Nmodulos = 183 / 38,92 = 4,7 = 5 Módulos Fotovoltaicos.
Recapitulando, para ligar minha geladeira no sistema off-grid, com uma autonomia de 2 dias, descarga das baterias de no máximo 40%, vamos precisar de:
- 5 Módulos de 140 Wp e 5 baterias de 220 Ah.
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Muito obrigado por ter continuado aqui comigo até o final.
Um forte abraço e até a próxima!