Como Combinar Inversores com Soluções de Armazenamento de Energia Residencial

O inversor é o componente de conversão e gerenciamento de energia na maioria das Soluções de Armazenamento de Energia Residencial (RESS) disponíveis atualmente. Ela conecta painéis solares e baterias a cargas residenciais, energia de utilidades e geradores de reserva, garantindo uma saída de corrente alternada utilizável.

Escolher um inversor baseado na potência nominal pode fornecer reserva limitada, corrente excessiva da bateria, capacidade de partida inadequada para motores e má integração com o conjunto fotovoltaico. Um processo prático de correspondência deve avaliar todo o sistema energético.

Do ponto de vista da fabricação da SANDISOLAR, as Soluções de Armazenamento de Energia Residencial devidamente configuradas devem equilibrar seis fatores: cargas residenciais, demanda por picos, tensão da bateria, capacidade de armazenamento, entrada solar e requisitos regionais de ar-condicionado.

O que um inversor faz em um sistema de armazenamento residencial?

Em Soluções de Armazenamento de Energia Residencial, o inversor tem algumas funções relacionadas.

• Conversão de DC para AC: O inversor converte a eletricidade DC das baterias e painéis solares em eletricidade AC para que os eletrodomésticos e dispositivos possam ser utilizados.

• Em sistemas de energia solar, inversores equipados com MPPT solar podem alterar as condições operacionais dos painéis solares para otimizar a máxima coleta possível de energia solar.

• Regulação de carregamento da bateria: o inversor é capaz de modificar a tensão e a corrente para os níveis de carregamento exigidos pela bateria.

• Transferência de energia reserva: O inversor mudará a fonte de energia em caso de interrupção do fornecimento ou instabilidade da rede elétrica.

• Integração do gerador: O inversor pode aceitar carga de um gerador e permitir que este forneça energia para os circuitos domésticos.

• Comunicação do sistema: O inversor possui as portas Wi-Fi e de comunicação apropriadas para permitir o monitoramento do sistema e o gerenciamento de carga da bateria.

Devido à natureza inter-relacionada das funções mencionadas acima, um inversor deve ser selecionado durante as etapas de planejamento da bateria e do sistema fotovoltaico.

Passo 1: Defina o Perfil de Carga Domiciliar

O primeiro passo é identificar quais aparelhos devem operar durante o uso normal e quais cargas precisam de backup durante uma queda de energia.

Categoria de Carga	Exemplos Típicos	Principal Preocupação de Correspondência
Cargas essenciais	Iluminação, roteadores, geladeiras	Potência contínua de operação
Cargas do motor	Bombas, compressores, aparelhos de ar-condicionado	Impulso inicial
Cargas de aquecimento	Chaleiras, fornos, aquecedores de água	Alta demanda contínua
Equipamentos sensíveis	Computadores, televisores, sistemas de controle	Qualidade da forma de onda de saída
Cargas opcionais	Carregadores de veículos elétricos, grandes sistemas HVAC	Bateria e capacidade do inversor

A saída contínua do inversor deve suportar a potência combinada de funcionamento dos aparelhos que podem operar ao mesmo tempo.

Uma margem operacional razoável também é útil porque a demanda por eletrodomésticos pode mudar durante o uso diário.

Passo 2: Avaliar a Saída Contínua e de Pico

Saída contínua descreve a quantidade de consumo que um inversor pode suportar durante o curso das operações regulares. A saída de surto, por outro lado, descreve a quantidade de consumo necessária para ligar equipamentos que possuem motores ou compressores.

• Classificação de saída contínua: Uma classificação de saída contínua deve estar além das cargas máximas esperadas just-in-time que seriam contínuas.

• Classificação de saída por surto: Uma classificação de saída por surto deve ser suficiente para acomodar os picos curtos de corrente inicial de bombas, geladeiras e unidades de ar-condicionado, bem como de ferramentas elétricas.

• Capacidade de carga do motor: Isso fornece uma descrição baseada na aplicação ao escolher um inversor para equipamentos com cargas indutivas.

• Possível expansão por suporte paralelo: Isso permite que certas Soluções de Armazenamento de Energia Residencial se expandam à medida que a demanda dentro da residência cresce.

Um exemplo seria a linha de produtos SANDISOLAR, que fornece 3kW e 4,2 kW para sistemas pequenos, 6,2 kW e 7 kW para cargas residenciais médias, e 11 kW e 12 kW para sistemas grandes. A escolha de um tamanho deve ser baseada na demanda real de carga, e não no tamanho da casa.

Passo 3: Certifique-se de que o Inversor e a Voltagem da Bateria estejam Alinhados

O inversor e a bateria precisam estar na mesma faixa em termos de tensões DC compatíveis.

Plataformas Comuns de Baterias Residenciais

• Sistemas 24V: Cargas de backup menores, com inversor de capacidade moderada, geralmente são atendidas com esses sistemas.

• Sistemas 48V: Esses sistemas geralmente são encontrados em sistemas residenciais médios e grandes, e com a mesma potência de saída este sistema reduz a corrente DC.

• Sistemas de alta tensão: Este sistema pode ser a base de um sistema modular de armazenamento maior, mas é necessário um inversor dedicado de alta tensão.

Devido ao seu design, um inversor de 6,2kW que puxa energia de uma bateria de 48V geralmente consome menos corrente DC do que um inversor semelhante que tira energia de uma bateria de 24V. O resultado de menor corrente é menos aquecimento, menor queda de tensão e a possibilidade de usar um fio de menor calibre. No entanto, todo trabalho elétrico precisa estar de acordo com os padrões elétricos relevantes.

Passo 4: Modificar o tamanho da bateria para o tempo preferido de backup

Sobre Sistemas de Armazenamento de Energia Residencial, "energia do inversor" e "energia de bateria" não se referem à mesma coisa.

• Potência do inversor (kW): Maior potência de saída de um inversor.

• Energia da bateria (kWh): Energia máxima que pode ser armazenada na bateria.

• Profundidade de descarga utilizável: Quantidade de energia da bateria que pode ser usada durante o funcionamento normal de um sistema.

• Eficiência de conversão: Refere-se à perda de energia ocorrida no inversor, bateria, fiação e nos dispositivos de uso final.

Um grande inversor conectado a uma bateria pequena pode operar aparelhos de alta potência, mas apenas por um curto período. Por outro lado, uma bateria grande emparelhada com um inversor subdimensionado pode fornecer longos tempos de backup, mas não suporta várias cargas de alta potência simultaneamente.

Passo 5: Ajuste o array PV à entrada MPPT

O painel solar deve permanecer dentro dos limites de entrada fotovoltaica do inversor.

Parâmetro PV	Requisito de Correspondência
Tensão máxima fotovoltaica	A tensão de circuito aberto do array deve permanecer abaixo do limite do inversor
Faixa de tensão MPPT	A tensão normal de operação deve permanecer dentro da faixa MPPT
Potência máxima fotovoltaica	A capacidade instalada do painel deve estar alinhada com a entrada fotovoltaica suportada
Corrente de entrada fotovoltaica	A corrente da corda deve permanecer dentro do valor de entrada permitido
Número de MPPTs	Múltiplos MPPTs podem gerenciar arrays com diferentes orientações

Inversores SANDISOLAR selecionados off-grid suportam tensões de entrada fotovoltaicas de até 500V ou 550V. O modelo SD-PRO 12kW possui dois canais MPPT e é capaz de lidar com 18.000W de entrada PV, enquanto o modelo SD PRO 6,5kW possui um canal MPPT e é capaz de lidar com 9.000W de entrada PV.

No projeto de uma corda, deve-se considerar o aumento da tensão com a diminuição das temperaturas, além das condições no local de instalação.

Passo 6: Selecione o padrão de ar-condicionado relevante

A disposição dos sistemas elétricos domésticos não é uniforme entre as diferentes regiões.

• Saída monofásica 230V: Comum na UE e em muitos mercados residenciais internacionais.

• Saída de fase dividida 120/240V: comum em muitas residências norte-americanas.

• 50Hz ou 60Hz: A frequência do inversor precisa estar de acordo com os aparelhos e o sistema elétrico da localidade.

• Saída de onda senoidal pura: Para equipamentos eletrônicos e elétricos de uma residência, incluindo motores, que são sensíveis a formas de onda.

A SANDISOLAR possui modelos voltados para o mercado da UE com saída monofásica e modelos voltados para o mercado americano com saída em fase dividida, incluindo o SD-4872WP-US e o SD-48120WP-US.

Outros recursos que podem agregar valor

As modernas soluções residenciais de armazenamento de energia também podem ter;

• Parâmetros de carga ajustáveis: para tornar a carga do inversor compatível com o carregamento de baterias de lítio.

• Tempo de transferência curto: Para diminuir a interrupção das cargas críticas na casa.

• Operação sem bateria: Sob certas condições de operação, alguns modelos selecionados podem suportar cargas tanto de fontes fotovoltaicas quanto de corrente alternada sem a bateria conectada.

• Suporte ao gerador: O carregamento adicional pode ser feito a partir de um gerador em áreas com rede não confiável, devido à entrada ajustável do AC.

• Monitoramento Integrado: Com Wi-Fi, portas de comunicação e dados disponíveis sobre o sistema, o status pode ser verificado.

Estratégia de Correspondência de Sistemas da SANDISOLAR

A SANDISOLAR é especializada em desenvolvimento Sistemas inverter off-grid e híbridosque suportam diferentes cargas, sistemas fotovoltaicos, tensões de bateria e padrões regionais de corrente alternada.

A seguir, um resumo de suas experiências profissionais:

• Avaliação em nível de sistema: Compreensão das relações entre os sistemas domésticos e os componentes: inversores, baterias, conjuntos fotovoltaicos, cargas, etc.

• Múltiplas plataformas de energia: Os modelos variam desde pequenos sistemas residenciais de backup até grandes sistemas de energia.

• Integração de baterias de lítio: Diferentes configurações estão disponíveis com configurações variáveis e opções de interfaces.

• Múltiplas entradas de energia: Energias solares, da rede, baterias e geradores estão disponíveis dependendo das condições do local.

• Controle e integração de sistemas de gestão de energia: múltiplas opções para controle e integração.

A classificação de potência não é o único critério importante para selecionar um inversor para um Sistema de Armazenamento de Energia Residencial. Demandas contínuas e de pico da residência, configuração e tipo de baterias e entradas solares, além do tempo desejado de backup, também desempenham papéis importantes na escolha do inversor.

Perguntas frequentes

P1. Um inversor off-grid pode operar sem baterias?

Alguns modelos podem funcionar com entrada de energia solar e AC sem baterias, desde que as condições adequadas.

P2. O inversor e a bateria devem ter a mesma potência?

Eles precisam ser alinhados, porém, os dois são medidos em unidades diferentes. A energia da bateria está em kWh e a potência do inversor está em kW.

P3. Uma bateria de 24V pode ser conectada a um inversor de 48V?

Não. Eles devem estar dentro da mesma faixa de voltagem.

P4. Por que é importante ter uma classificação de potência de surto?

A classificação de potência de surto é importante para o início de uma carga, como uma bomba ou geladeira, que é acionada por um motor.

P5. Qual é o papel do MPPT em Soluções de Armazenamento de Energia Residencial?

O papel do MPPT é aumentar a quantidade de energia fotovoltaica que pode ser capturada e utilizada, otimizando as condições operacionais dos painéis solares.