Sistemas inteligentes de armazenamento de energia solar para residências tornaram-se mais comuns nos últimos anos. Energia limpa pode ser fornecida à família dia e noite, e com energia solar, você não precisa se preocupar com tarifas de energia mais altas. Isso economiza dinheiro na sua conta de luz e garante que todos tenham uma boa qualidade de vida.
Durante o dia, o sistema de armazenamento de energia fotovoltaica residencial coleta energia solar e a armazena automaticamente para que possa ser utilizada durante a noite. Em caso de queda repentina de energia, o sistema pode alternar rapidamente para uma fonte de energia de reserva, garantindo que todas as luzes, eletrodomésticos e outros equipamentos funcionem corretamente. A bateria do sistema de armazenamento de energia residencial pode ser recarregada automaticamente quando não estiver em uso. Dessa forma, ela pode ser utilizada em caso de queda de energia ou quando a energia for mais necessária. O dispositivo de armazenamento de energia residencial pode ser usado como fonte de energia de reserva em caso de desastres. Ele também pode equilibrar o consumo de energia, o que gera economia na conta de luz. Um sistema inteligente de armazenamento de energia fotovoltaica residencial funciona como uma pequena usina de armazenamento de energia e não é afetado pelas oscilações da rede elétrica urbana.
Ponto de interrogação para profissionais?
Que tipo de componentes possui um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica residencial tão potente e do que ele depende para funcionar? Quais são os tipos de soluções de armazenamento de energia fotovoltaica residencial disponíveis? Por que é importante escolher o sistema de armazenamento de energia fotovoltaica residencial adequado?
Conhecimento técnico da CEM "segundos"
O que é um sistema de armazenamento de energia fotovoltaica para uma residência?
Um sistema residencial de armazenamento de energia fotovoltaica é composto por um sistema de conversão solar fotovoltaica e um sistema de armazenamento de energia. Ele pode armazenar a eletricidade gerada pelo sol. Com esse tipo de instalação, as pessoas podem gerar energia durante o dia e armazenar o excedente para usar à noite ou quando há pouca luz.
Classificando sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica residencial em grupos.
Atualmente, existem dois tipos de sistemas de armazenamento de energia residencial: os que estão conectados à rede elétrica e os que não estão.
Solução de armazenamento de energia conectada à rede elétrica para residências
Painéis solares, inversores conectados à rede, um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) e cargas CA compõem seus cinco componentes principais. Os painéis fotovoltaicos e o sistema de armazenamento de energia trabalham em conjunto para alimentar o dispositivo. Quando a energia da rede elétrica está disponível, tanto o sistema fotovoltaico conectado à rede quanto a energia da rede alimentam a carga. Quando a energia da rede elétrica é interrompida, tanto o sistema fotovoltaico conectado à rede quanto o sistema de armazenamento de energia alimentam a carga simultaneamente. Existem três maneiras pelas quais o sistema de armazenamento de energia residencial conectado à rede pode funcionar: Modo 1: o sistema fotovoltaico armazena energia e envia o excedente para a internet; Modo 2: o sistema fotovoltaico armazena energia e auxilia o usuário com parte de suas necessidades de eletricidade; e Modo 3: o sistema fotovoltaico armazena apenas parte da energia.
Método autossuficiente para armazenamento de energia em casa
O inversor fotovoltaico funciona porque é independente da rede elétrica e não precisa estar conectado a ela. Isso significa que todo o sistema dispensa um conversor conectado à rede. O sistema de armazenamento de energia residencial isolado da rede possui três modos de operação distintos. No modo 1, o sistema fotovoltaico fornece energia armazenada e eletricidade para o usuário em dias ensolarados. No modo 2, o sistema fotovoltaico e a bateria de armazenamento fornecem eletricidade para o usuário em dias nublados. E no modo 3, a bateria de armazenamento fornece eletricidade para o usuário em dias escuros e chuvosos.
Um inversor é como o cérebro e o coração de um sistema de armazenamento de energia residencial. Ele não pode ser separado do sistema, esteja este conectado à rede elétrica ou não.
Existe alguma palavra para isso?
Um inversor é um componente comum em sistemas de energia. Ele converte energia CC (de baterias ou baterias de reserva) em energia CA (onda senoidal ou quadrada de 220 V e 50 Hz). Simplificando, um inversor é um dispositivo que converte corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). Ele possui uma ponte retificadora, circuitos lógicos de controle e um circuito de filtro. Diodos retificadores e tiristores são dois componentes comuns. A maioria dos computadores e aparelhos eletrônicos domésticos possui retificadores (CC para CA) integrados em suas fontes de alimentação. Esses são chamados de inversores.
O que torna os transformadores uma parte tão importante do sistema?
A transmissão em corrente alternada (CA) funciona melhor do que a transmissão em corrente contínua (CC) e é usada para enviar energia para muitos lugares. Você pode descobrir quanta energia é perdida pela corrente transmitida pelo fio usando a equação P = I²R, que significa "potência = quadrado da corrente x resistência". Para diminuir a perda de energia, você precisa diminuir a corrente transmitida pelo fio ou sua resistência. É difícil diminuir a resistência das linhas de transmissão (como fios de cobre) porque custa muito dinheiro e exige muito conhecimento científico. Isso significa que a única maneira eficaz é diminuir a potência transmitida. Potência = Corrente x Tensão, ou mais especificamente, potência efetiva = IUcosφ. Para economizar energia, a corrente nas linhas pode ser reduzida convertendo a corrente contínua em corrente alternada e aumentando a tensão da rede.
Da mesma forma, a produção de energia solar fotovoltaica utiliza painéis fotovoltaicos para gerar energia CC (corrente contínua). No entanto, muitas cargas necessitam de energia CA (corrente alternada). Existem alguns problemas com os sistemas de alimentação CC. Não é fácil alterar a tensão e as cargas que podem ser utilizadas são limitadas. Todas as cargas, exceto certas cargas de alta potência, precisam de inversores para converter a energia CC em energia CA. O conversor fotovoltaico é a parte mais importante de um sistema de energia solar fotovoltaica. Ele converte a energia CC proveniente do módulo fotovoltaico em energia CA, que é então enviada para uma carga ou fonte de alimentação, protegendo os componentes eletrônicos de potência. Módulos de potência, placas de circuito de controle, disjuntores, filtros, reatores, transformadores, contatores, gabinetes e outras peças compõem um inversor fotovoltaico. O pré-processamento de componentes eletrônicos, a montagem por máquinas, os testes, a embalagem por máquinas e outras etapas compõem o processo de produção. O desenvolvimento dessas etapas depende do progresso alcançado na tecnologia de eletrônica de potência, na tecnologia de dispositivos semicondutores e na tecnologia de controle moderna.
Diferentes tipos de inversores
Os inversores podem ser divididos, de forma geral, nestes três grupos:
1. Inversor conectado à rede elétrica
Além de converter corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), um inversor conectado à rede pode sincronizar sua saída CA com a frequência e a fase da rede elétrica. Isso significa que a CA de saída pode ser injetada de volta na rede. Em outras palavras, um inversor conectado à rede pode se conectar à rede elétrica de forma síncrona. Esse inversor pode enviar energia excedente para a rede sem a necessidade de baterias, e seu circuito de entrada pode ser projetado para operar com a tecnologia MTTP (Multi-Time-Throughput).
2. Inversores que não precisam ser conectados à rede elétrica
Os inversores isolados da rede, geralmente conectados a painéis solares, pequenas turbinas eólicas ou outras fontes de energia CC, convertem a energia CC em energia CA que uma residência pode usar. Eles também podem alimentar cargas com energia da rede elétrica e de baterias. São chamados de "isolados da rede" porque não se conectam à rede elétrica e não precisam de uma fonte de energia externa.
Os inversores off-grid são os primeiros sistemas alimentados por bateria que possibilitam o funcionamento de microrredes em áreas específicas. Um inversor off-grid pode armazenar energia e convertê-la em outras formas. Possui entradas de corrente contínua (CC), entradas de carga rápida, saídas CC de alta capacidade e saídas CA de alta velocidade. Utiliza um software de controle para ajustar as condições de entrada e saída, de modo que fontes como painéis solares ou pequenos aerogeradores funcionem com a máxima eficiência possível. Também utiliza uma saída de onda senoidal pura para melhorar a qualidade da energia.
As baterias para inversores off-grid são essenciais para sistemas solares isolados da rede, pois armazenam energia que pode ser utilizada em caso de queda de energia ou falta de eletricidade. Os inversores off-grid também ajudam a reduzir a dependência da rede elétrica principal, que pode causar interrupções, apagões e outros problemas que as concessionárias não conseguem resolver.
Um inversor para sistemas isolados da rede elétrica com controlador de carga solar também possui um controlador solar PWM ou MPPT interno que permite ao usuário conectar as entradas fotovoltaicas ao inversor e visualizar o status dos painéis no visor do inversor. Isso facilita a configuração e a verificação do sistema. Inversores para sistemas isolados da rede elétrica, em motores de reserva e baterias, realizam autotestes para garantir a estabilidade e a qualidade da energia. Enquanto os de baixa potência são usados para alimentar eletrodomésticos, os de alta potência são geralmente utilizados para projetos comerciais e residenciais.
3. Inversor Híbrido
Existem dois tipos principais de inversores híbridos: um é um inversor isolado da rede elétrica com um controlador de carga solar integrado, e o outro é um inversor que pode ser usado tanto em sistemas fotovoltaicos conectados à rede quanto em sistemas isolados, e cujas baterias podem ser configuradas de diversas maneiras.
Qual a função geral de um transformador?
1. Funções para inicialização e desligamento automáticos
Conforme o dia avança e o ângulo do sol aumenta gradualmente, a intensidade dos raios solares também aumenta. O sistema fotovoltaico consegue absorver mais energia solar e, quando atinge o nível de potência de saída necessário para o inversor funcionar, pode começar a operar de forma autônoma. Ele para de funcionar e entra em modo de espera quando a saída do inversor conectado à rede/armazenamento é zero ou muito próxima de zero. Isso ocorre quando a potência de saída do sistema fotovoltaico diminui.
2. Função do efeito anti-ilhamento
O processo de geração de energia fotovoltaica conectada à rede, o sistema de geração de energia fotovoltaica e a operação da rede elétrica. Quando a rede elétrica pública falha ou apresenta comportamento anormal, ocorre o efeito de ilhamento se o sistema de geração de energia fotovoltaica não conseguir parar de funcionar a tempo ou se desconectar da rede elétrica, mas ainda estiver gerando energia. A presença de ilhas de energia é prejudicial tanto para o sistema fotovoltaico quanto para a fonte de energia.
O inversor conectado à rede/com armazenamento de energia possui um circuito interno de proteção anti-ilhamento que detecta de forma inteligente a rede em tempo real, incluindo informações como tensão, frequência e outros dados. Caso sejam detectadas anomalias na rede pública, o inversor pode utilizar diferentes valores medidos no momento oportuno para interromper a corrente, parar a saída e reportar as falhas.
3. Recurso de controle para rastreamento do ponto de máxima potência
A tecnologia mais importante de um inversor conectado à rede ou com armazenamento de energia é sua função de controle de rastreamento do ponto de máxima potência (função MPPT). Essa função permite que o inversor encontre e monitore a potência de saída máxima de seus componentes em tempo real.
Existem muitos fatores que podem alterar a potência de saída de um sistema fotovoltaico, e nem sempre é possível mantê-la em sua potência de saída ideal declarada.
A função MPPT do inversor conectado à rede/com armazenamento consegue rastrear a potência máxima de saída de cada componente em tempo real. Em seguida, ajusta de forma inteligente a tensão (ou corrente) do ponto de operação do sistema para aproximá-la do ponto de potência máxima, maximizando a energia gerada pelo sistema fotovoltaico e garantindo seu funcionamento contínuo e eficiente.
4. Recurso inteligente para monitorar as cordas
Com base no primeiro rastreamento MPPT, o inversor conectado à rede/armazenamento de energia já concluiu a função de detecção inteligente de strings. A detecção de strings verifica corretamente a tensão e a corrente em cada string ramificada, diferentemente do rastreamento MPPT. Isso permite que o usuário visualize os dados de operação em tempo real de cada string.
Os sistemas de armazenamento de energia mais procurados atualmente são o sistema de gerenciamento de baterias (BMS), o inversor fotovoltaico conectado à rede e o inversor de armazenamento de energia. Para atender a essas necessidades de equipamentos de armazenamento de energia residencial e combinar os recursos de isolamento de segurança de cada circuito unitário do sistema fotovoltaico, a Huashengchang lançou um conjunto completo de sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica para uso residencial. Esses sistemas são compostos principalmente por inversores conectados à rede e inversores híbridos.
