17/05/17 | São Paulo
Dentro dos sistemas de energia solar fotovoltaica, as baterias são específicas nos sistemas isolados (off-grid) e têm a função de armazenamento de energia.
Desta forma, quando há pouca ou nenhuma incidência solar, como em dias nublados ou nos períodos noturnos, elas asseguram o abastecimento do sistema, permitindo aos outros equipamentos que continuem operando normalmente.
“A necessidade de baterias em sistemas isolados não representa uma desvantagem, se compararmos aos sistemas conectados à rede”, comenta Rodrigo Sauaia, presidente executivo da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR).
“As funções desempenhadas são diferentes. Para que os itens funcionem independentemente nos sistemas off-grid, as baterias garantem o suprimento de energia elétrica em diferentes condições e durante um período maior de tempo”, complementa.
Uma das desvantagens é que um sistema isolado demanda maior investimento, por conta das baterias.
Elas compõem o único tipo de equipamento dentro do chamado bloco de armazenamento dos sistemas fotovoltaicos.
Suas taxas de carga e descarga são garantidas pelos controladores de carga, que controlam o fluxo de energia que entra e sai, preservando sua estabilidade química. “Se elas são descarregadas ou carregadas muito rapidamente, isso prejudica sua vida útil a longo prazo”, completa Sauaia.
Sem o controlador, o risco é que a vida útil delas seja até diminuído.
Os tipos de baterias e suas aplicações no mercado
A quantidade de energia armazenada pelas baterias é medida em ampère-hora .
São diferentes tecnologias, com chumbo-ácido e íon-lítio entre as mais reconhecidas.
A bateria tem um custo significativo dentro de um sistema solar, mas tem tido reduções altas, em especial as de íon-lítio.
Nos próximos anos, a expectativa é de uma queda de custo da casa de 75%.
O tipo mais comum adotado nos sistemas isolados são as chamadas estacionárias comuns, destinadas majoritariamente a funções que demandam por uma corrente elétrica moderada durante períodos mais longos, ao invés de sobrecargas durante poucos segundos.
Têm um ciclo mais longo, com vida útil variando entre 3 e 5 anos, em média. São modelos com placas mais grossas, para suportar descargas mais profundas.
Outro tipo são as estacionárias OPzS (representação das siglas: “O”, de estacionário; “Pz”, de placa tubular; e “S” de inundado), ventiladas com eletrólito líquido geralmente composto de ácido sulfúrico diluído e com placa tubular.
Num geral, sua vida útil pode ultrapassar 10 anos, dependendo da temperatura em que é mantida.
Possuem expectativa de aproximadamente 80% de profundidade de descarga e de 1500 ciclos.
Geralmente, têm uma tensão de célula de 2V e são conectados em série para produzir tensões mais altas.
Apesar dos preços mais baixos no mercado, apresentam duas desvantagens.
Elas requerem maior manutenção, pelo fato de liberarem gás e serem ventiladas.
Ou seja, é necessário repor água com certa regularidade.
Sob condições normais de temperatura e funcionamento, a água destilada deve ser adicionada apenas a cada dois ou três anos.
Outro fator é que a aplicação deve ser no local mais apropriado do sistema, devido ao risco de explosão.
Há um tipo variante, mas com poucas mudanças em relação aos modelos OPzS.
Trata-se das estacionárias OPzV.
São reguladas por válvulas (daí a sigla “V”) e possuem eletrólito de gel.
Num geral, a vida útil do equipamento é a mesma, acima de 10 anos, desde que mantidas a temperatura adequada e o correto funcionamento, mas a camada de gel garante maior estabilidade e segurança ao sistema.
Há baterias desse tipo com entre 60 e 3000 Ah e atingindo tensão de 12V.
“Existem diferentes e variados tipos disponíveis no mercado. E é sempre importante ressaltar que não é nada adequado tampouco eficiente utilizar baterias automotivas em sistemas de energia solar fotovoltaica”, lembra Sauaia.
Elas possuem vida útil estimada em dois anos.
E por conta do alternador, estão sempre carregadas.
Além disso, suportam aproximadamente apenas 10% de sua capacidade total.
A aplicação das baterias destinadas à energia solar fotovoltaica vai depender muito do projeto a que serão destinadas, assim como o dimensionamento. “Num poste solar fotovoltaico, com lâmpadas LED, por exemplo, são aplicados apenas equipamentos de pequeno porte, sendo somente uma bateria e um módulo fotovoltaico. É completamente diferente de um sistema de telecomunicação, que requer muito mais equipamentos”, exemplifica Sauaia.
O armazenamento de energia de uma forma eficiente e principalmente econômica ainda continua sendo um desafio para o segmento.
Pesquisadores ligados à Universidade de Stanford, nos Estados Unidos trabalham numa solução recarregável e com longo ciclo de vida, produzido com três materiais com preços relativamente baixos e em abundância, o grafite, o alumínio e a ureia.
