Instalação de Sistema de Armazenamento de Energia Residencial: Um Guia Prático de Energia Residencial

Uma instalação de Sistema de Armazenamento de Energia Residencial conecta baterias, inversores, painéis solares, cargas residenciais e, às vezes, a rede elétrica dentro de um único sistema energético coordenado. Essa tecnologia armazena energia para que energia solar ou, alternativamente, energia fora do pico da rede, possa ser usada quando a demanda aumenta, quando a geração de energia solar diminui ou até mesmo em caso de queda de energia.

Quando se trata da instalação de um Sistema de Armazenamento de Energia Residencial, simplesmente selecionar o tamanho da sua bateria não é suficiente. Uma infinidade de fatores, como demanda de carga, saída do inversor, química da bateria, proteção elétrica, local preferencial de instalação, protocolos de comunicação e configurações operacionais devem ser considerados em conjunto.

A SANDISOLAR acredita que o primeiro passo no processo de instalação é analisar o consumo de energia doméstico e o propósito pretendido do sistema de armazenamento.

O que está incluído em um Sistema de Armazenamento de Energia Residencial?

Um sistema de armazenamento é tipicamente composto por alguns componentes básicos.

• Módulos de bateria, que são usados para armazenar eletricidade DC para uso futuro, autoconsumo ou para gerenciar o custo de energia em tempo de uso.

• Um sistema de gerenciamento de bateria monitora a tensão, corrente, temperatura, limites de operação e o estado de carga da célula.

• Inversores híbridos gerenciam o fluxo de energia solar, bem como a energia contida na bateria, na carga e na rede, após a troca de energia DC para AC.

• Um painel solar produz energia que pode ser usada pela residência ou usada para carregar as baterias.

• Um sistema de gestão de energia controla a carga e descarga do sistema, limita as exportações de energia e determina a prioridade das cargas.

• Dispositivos de proteção incluem disjuntores, fusíveis, interruptores de desconexão, dispositivos de proteção contra surtos e equipamentos de aterramento.

• Uma plataforma de monitoramento indica o estado da bateria, a produção de energia solar e o consumo doméstico, e informa o usuário sobre um alarme em funcionamento.

Dependendo do propósito, a instalação do Sistema de Armazenamento de Energia Residencial pode permitir operação conectada à rede, backup, exportação zero, fora da rede ou até mesmo operação totalmente fora da rede.

Passo 1: Determinar a Demanda Real por Eletricidade

O projeto deve ser baseado em dados de consumo, e não no tamanho da casa. O consumo diário pode ser estimado por meio das contas de serviços públicos, onde os quilowatt-horas usados podem ser indicados.

• Geralmente priorizar cargas de reserva: geladeiras, iluminação, roteadores, bombas e algumas tomadas.

• Demanda de pico de potência: A saída do inversor será determinada pela operação simultânea dos diversos aparelhos.

• Surta inicial: Aparelhos de ar-condicionado, bombas e outros dispositivos similares terão um pico de energia quando ligados.

• Tempo de backup necessário: A expectativa de quanto tempo o backup será usado determinará o tamanho da capacidade da bateria utilizável.

Uma casa com consumo total de energia de 20 kWh por dia normalmente terá uma necessidade diária essencial de energia de 5-8 kWh. Para ajudar a evitar superdimensionamento do sistema, é importante diferenciar entre consumo total de energia e demanda crítica de energia.

Passo 2: Alinhamento da Bateria, Inversor e Capacidade Solar

A instalação de um Sistema de Armazenamento de Energia Residencial depende da compatibilidade elétrica e de comunicação dos principais componentes do sistema.

Fator de Design	Pergunta Principal	Consideração Prática
Capacidade da Bateria	Qual é o armazenamento necessário de energia?	Determinar as cargas necessárias e a duração desejada de operação
Saída do inversor	Qual é o consumo de energia necessário?	Considere a demanda usual de potência e a corrente inicial dos motores
Voltagem da Bateria	Qual é o design de sistema preferido?	Identifique se o sistema foi projetado para baixa ou alta tensão
Entrada PV	Qual é a energia solar necessária para carregar o sistema?	Mantenha os limites da tensão e corrente MPPT do inversor
Saída de Backup	Qual é a potência necessária para os circuitos selecionados?	Depende dos requisitos de distribuição de carga do sistema
Expansão	Qual é a capacidade necessária para armazenamento adicional de energia?	Identificar a compatibilidade necessária entre módulo, firmware e BMS

A capacidade da bateria é medida em quilowatt-hora, enquanto a saída do inversor é medida em quilowatts. Esses valores desempenham funções diferentes e não devem ser selecionados como se fossem intercambiáveis.

Passo 3: Escolha um Local de Instalação Apropriado

A seleção do local para instalação impacta o controle de temperatura do equipamento, a vida útil esperada do equipamento e o quão fácil de manter o equipamento será realizável.

• Controle de Temperatura: O equipamento deve ser mantido dentro dos limites especificados pelo fabricante para evitar danos ao equipamento.

• Fluxo de ar: É necessário fornecer fluxo de ar suficiente para o inversor, pois ele gerará calor em condições normais de operação.

• Água: Equipamentos como baterias e outros componentes elétricos precisam ser protegidos contra contato com a água, incluindo inundações, condensação e contato direto.

• Suporte: Paredes e pisos do local precisam ser projetados para o peso de todo o sistema de baterias e para o método de fixação da bateria na parede e no piso.

• Acesso: Os técnicos devem conseguir acessar todos os cabos, terminais, portas e dispositivos do sistema.

• Impacto: Todo equipamento deve estar localizado fora do alcance das crianças e longe de onde possa ser impactado inadvertidamente por veículos.

Desde que atendam às especificações do produto e estejam em conformidade com as regulamentações elétricas locais, garagens, salas de utilidade, salas de equipamentos e incinções externas classificadas são locais de instalação potencialmente adequados.

Passo 4: Faça Conexões Elétricas e de Comunicação

A seguir são típicos de uma instalação profissional de Sistema de Armazenamento de Energia Residencial:

• Cabeamento da bateria: Os cabos DC devem ser dimensionados de acordo com a corrente, a voltagem a ser transportada, o comprimento do cabo e as classificações do dispositivo de proteção.

• Conexão fotovoltaica: As cordas solares devem estar dentro do alcance MPPT do inversor.

• Conexão AC: O inversor pode estar conectado ao quadro de distribuição principal, a um painel de carga reserva ou a um circuito dedicado.

• Instalação de CT ou Medidor: Sensores de corrente medem o fluxo bidirecional de corrente de e para a rede elétrica, assim como a corrente de consumo da residência.

• Comunicação BMS: Os dados relativos à bateria podem ser transmitidos ao inversor via protocolos de comunicação CAN e RS485.

• Aterramento e Proteção: Proteções contra surtos e sobrecorrentes e aterramento podem limitar os riscos associados à instalação.

Terminais soltos, polaridade incorreta, sensores CT colocados na ordem inversa e configurações de comunicação desajustadas podem resultar em operação instável e alarmes.

Passo 5: Defina o modo de operação desejado

As opções definidas nesta seção devem ajudar a alcançar os objetivos energéticos do proprietário.

• Modo autoconsumo: As cargas são alimentadas primeiro por energia solar e depois ocorre o carregamento da bateria.

• Modo de horário de uso: A atividade da bateria é programada de acordo com as tarifas definidas de horário de uso.

• Modo reserva: A reserva de bateria é mantida disponível pelo tempo definido de uso.

• Modo de exportação zero: A saída do inversor é limitada para evitar qualquer exportação para a rede.

• Modo off-grid: As cargas são fornecidas por energia solar e bateria e, opcionalmente, por um gerador sem suporte contínuo da rede.

Os modos de operação adequados permitem que o proprietário gerencie o armazenamento de energia sem a necessidade de alterar as configurações constantemente.

Comissionamento e Manutenção

O seguinte deve ser feito pelo instalador antes da transferência: teste de todas as rotinas de carga e descarga, transferência de backup da bateria, todas as interfaces e portais, aterramento, todos os dispositivos de proteção e comunicação BMS.

A manutenção rotineira pode incluir:

• Inspeção Visual: verifique todos os componentes internos e externos em busca de sinais de danos ou sinais de alerta.

• Revisão do desempenho: Verifique os padrões de carregamento e o estado de carga. Procure por resultados incomuns.

• Teste de backup: garantir que todas as cargas críticas estejam sendo fornecidas durante um período de teste definido.

• Gerenciamento de firmware: Use atualizações aprovadas quando melhorem a compatibilidade ou o controle do sistema.

SANDISOLAR's Suporte à Instalação

Fundada em 2008, a SANDISOLAR desenvolve módulos fotovoltaicos, inversores, baterias, sistemas de armazenamento de energia, produtos de carregamento para veículos elétricos e soluções relacionadas para novas energias.

Nosso conhecimento adquirido em projetos em Mianmar, Tailândia e outras regiões nos motiva a adotar um método coeso para a instalação de sistemas residenciais de armazenamento de energia. Não tratamos componentes individuais isoladamente – eles incluem geração solar e/ou bateria e/ou inversor e/ou carga de demanda e/ou elementos de monitoramento. Em vez disso, consideramos eles como parte de um sistema todo e interconectado.

A SANDISOLAR auxilia no projeto e implementação de uma integração de gestão de energia por meio de fornecendo suporte à configuração do sistema, coordenação de equipamentos, OEM/ODM e documentação técnica.

Maior preparação para backup, maior autoconsumo solar e maior flexibilidade energética da residência podem ser alcançados com uma instalação de Sistema de Armazenamento de Energia Residencial cuidadosamente projetada. O sistema projetado para atender às cargas, condições e objetivos práticos específicos é a solução mais adequada.

Perguntas frequentes

P1: A capacidade de serviço e armazenamento pode ser ampliada no futuro?

As capacidades de expansão de um sistema dependem da compatibilidade dos módulos de bateria, BMS, inversor e firmware.

P2: Qual é o tempo estimado para a instalação?

O tamanho do sistema, como ele precisa ser fiado e a condição da infraestrutura elétrica afetam o tempo necessário para a instalação.

P3: Uma bateria doméstica pode funcionar sem painéis solares?

Sim. Baterias residenciais podem ser carregadas da rede e liberar energia armazenada durante períodos de pico e de queda.

P4: Quais fatores são usados para determinar a capacidade da bateria?

A capacidade é determinada pelo consumo da residência, consumo essencial de carga e duração do suporte de backup necessário.

P5: É possível suportar uma queda de energia para toda a casa?

Isso é determinado pela saída do inversor e pela capacidade da bateria, bem como pelo consumo total de todas as cargas conectadas.