Depois de ter se aproximado instalação de painéis fotovoltaicos, parece-nos lógico abordar o tema das baterias, essenciais para a realização de uma instalação solar autónoma ou para aumentar o seu autoconsumo solar. De fato, se você optou por uma instalação off-grid que, portanto, não está conectada à rede elétrica, a eletricidade produzida por seus painéis solares terá que ser armazenada em baterias para que possa ser usada conforme necessário. No autoconsumo, você também pode querer armazenar parte de sua energia produzida, em vez de revendê-la diretamente na rede. Para fazer isso, diferentes opções de baterias estão disponíveis para você.
Vamos fazer um balanço das tecnologias de baterias solares estacionárias em 2022.
Lembretes sobre como uma bateria funciona
A bateria é um dispositivo eletroquímico usado para armazenar e fornecer eletricidade. É composto por dois eletrodos: o ânodo e o cátodo que ambos se banham em líquido, uma pasta ou um gel chamado eletrólito que é um meio que permite a transferência de elétrons, portanto eletricidade.
Os eletrodos reagem com o eletrólito para converter energia química em energia elétrica. Com efeito, os eléctrodos são compostos por diferentes materiais que provocam uma tensão eléctrica, uma vez que quando o circuito está fechado, o ânodo tende a ceder electrões enquanto o cátodo tende a atraí-los. A bateria descarrega gradualmente durante esta reação.
Durante o carregamento, ocorre uma inversão do processo químico, permitindo a reestruturação dos eletrodos. Durante os ciclos de descarga e carga da bateria, a bateria tende a se desgastar gradualmente, perdendo parte de sua capacidade ao longo do tempo. Isso é chamado de sensibilidade à descarga. Assim, dependendo do tipo de bateria utilizada, a sensibilidade à descarga pode variar, algumas vezes aumentando ou diminuindo consideravelmente a vida útil da bateria. Portanto, é essencial escolher o tipo certo de bateria de acordo com o uso desejado.
Quais são os diferentes tipos de baterias?
Existem três tipos principais de bateria:
- Os baterias de chumbo-ácido são os mais conhecidos, os mais antigos e os mais baratos de se comprar. Nesta categoria, por exemplo, encontramos baterias de chumbo/ácido usadas para dar partida em carros. As baterias de chumbo em geral têm uma baixa densidade de energia, permitindo-lhes pouco armazenamento de energia de acordo com seu peso. Portanto, serão principalmente baterias pesadas de manusear, mas esse critério não é muito importante no armazenamento estacionário. Por outro lado, essas baterias são bastante adequadas em situações em que uma grande quantidade de energia será necessária para ser fornecida muito rapidamente.
- Os baterias de lítio, cuja tecnologia é a mais recente, têm uma vida útil mais longa, mas são muito mais sensíveis à manutenção. Seu preço de compra é mais alto, mas começa a se tornar mais democrático. Sua densidade de energia é alta, o que os torna baterias bastante leves de manusear. No entanto, devido à sua sensibilidade eletroquímica, o uso de baterias de lítio requer um Sistema de Gerenciamento de Bateria ou BMS, ou seja, um circuito que permite o reequilíbrio da tensão entre cada célula da bateria. Este BMS pode ser integrado ou deve ser adicionado dependendo da marca escolhida. São, portanto, baterias que podem ser mais complexas e caras de instalar, mas que representam uma garantia de segurança e desempenho para uma instalação de longo prazo.
- Os baterias de níquel são a terceira tecnologia disponível. Estas são baterias robustas capazes de durar facilmente vinte anos se forem mantidas regularmente. Por outro lado, são baterias que podem ser recondicionadas para aumentar sua vida útil. No entanto, as baterias de níquel podem causar problemas ao meio ambiente e durante a reciclagem. As mais poluentes eram as baterias de Níquel Cádmio, felizmente proibidas hoje.
Qual bateria usar para minha instalação solar: nossa comparação?
Apesar do crescimento das baterias de lítio, a tecnologia de baterias de chumbo-ácido mantém uma participação de mercado dedicada à energia solar. Em vigor; seu preço vantajoso os torna baterias interessantes para pequenas instalações. Especialmente se forem usados temporariamente ou por curtos períodos. São baterias que têm uma vida útil média de cerca de dez anos na melhor das hipóteses e desde que a profundidade de descarga recomendada seja respeitada.
Algumas baterias de chumbo-ácido são otimizadas para descargas mais profundas. Este é particularmente o caso de baterias AGM ou opzs que podem ter características muito interessantes para sua instalação solar, mantendo-se dentro de um orçamento razoável.
As seguintes tabelas foram retiradas do vídeo:
Comparação de baterias de chumbo
| Tipo De Bateria | Chumbo ácido | AGM | Superciclo AGM | Gel | OPzS | opzv |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Preço médio de compra | Aproximadamente 100 euros por kWh | Aproximadamente 190 euros por kWh | Aproximadamente 250 euros por kWh | Aproximadamente 200 euros por kWh | Aproximadamente 340 euros por kWh | Aproximadamente 410 euros por kWh |
| Profundidade de descarga | 80% | 100% | 90% | 80% | 80% | |
| Número possível de ciclos dependendo da profundidade de descarga | 30% = 800 ciclos 50% = 500 ciclos 70% = 300 ciclos |
30% = 1500 ciclos 50% = 600 ciclos 70% = 400 ciclos |
40% = 1000 ciclos 60% = 700 ciclos 100% = 300 ciclos |
30% = 1800 ciclos 50% = 750 ciclos 70% = 500 ciclos |
30% = 4400 ciclos 50% = 2500 ciclos 70% = 1350 ciclos |
30% = 4600 ciclos 50% = 2600 ciclos 70% = 1400 ciclos |
| velocidade de descarga | Primavera | Aceitável | Primavera | Rapide | Rapide | |
| Densidade de energia | Fraco (bateria pesada) | Fraco (bateria pesada) | Mais leve que as baterias AGM padrão | Fraco (bateria pesada) | Fraco (bateria pesada) | Fraco (bateria pesada) |
| Efeito memória | Faible | Sem efeito memória | Faible | Faible | Faible | |
| Atuação | 80% | 95% | 90% | 85% | 85% | |
| BMS necessário | não | não | não | não | não | |
| de vedação | não | Sim | Sim | Sim | não | Sim |
| Manutenção | Às vezes requer a adição de líquido a cada 6 meses | Praticamente não requer manutenção | Muito pouca manutenção necessária | Às vezes requer a adição de líquido | Praticamente não requer manutenção | |
Em autonomia, ou para instalações maiores, poder armazenar a energia produzida de forma eficiente torna-se essencial. As baterias de lítio oferecem muitas vantagens. Menos incómodos, dotados de uma melhor vedação mas também com uma vida útil mais longa, os aspetos práticos fazem rapidamente esquecer o seu preço de compra que continua a ser mais elevado. Sua vida útil também é de cerca de dez anos, mas sua profundidade de descarga é mais flexível, o que lhes confere melhor desempenho!!
Comparação de baterias de lítio
| Tipo De Bateria | Fosfato de Ferro Lítio LiFePO4 ou Vida |
Óxido de lítio e titânio LTO |
|---|---|---|
| Preço médio de compra | Aproximadamente 480 euros por kWh | Aproximadamente 600 euros por kWh |
| Profundidade de descarga | 95% | 95% |
| Número possível de ciclos dependendo da profundidade de descarga | 30% = 10000 ciclos 50% = 4500 ciclos 70% = 3000 ciclos |
30% = 20000 ciclos 50% = 9000 ciclos 70% = 6000 ciclos |
| velocidade de descarga | Rapide | Rapide |
| Densidade de energia | Forte (bateria leve) | Forte (bateria leve) |
| Efeito memória | Muito fraco | Muito fraco |
| Atuação | 95% | 97% |
| BMS necessário | Sim às vezes integrado |
Sim |
| de vedação | Sim | Sim |
| Manutenção | Praticamente não requer manutenção | Praticamente não requer manutenção |
Finalmente, as baterias de níquel são adequadas para instalações realizadas em condições complexas. Eles apoiam a descarga
profundo, sobrecarregado e quase não requer manutenção, além de ser à prova d'água. Por outro lado, são baterias que serão suficientes
caro para comprar. No entanto, eles serão particularmente úteis para a realização de instalações em um local isolado ou em condições climáticas.
complexos.
Comparação de bateria de níquel
| Tipo De Bateria | NiCd (cádmio = poluente) | NiMH | NiFe (Níquel/Ferro) |
|---|---|---|---|
| Preço médio de compra | Aproximadamente 400 euros por kWh | Aproximadamente 700 euros por kWh | Aproximadamente 500 euros por kWh |
| Profundidade de descarga | 85% | 85% | 85% |
| Número possível de ciclos dependendo da profundidade de descarga | 70% = 2000 ciclos | 70% = 2000 ciclos | 70% = 2400 ciclos |
| velocidade de descarga | Rapide | Rapide | Bem rápido |
| Densidade de energia | Forte (bateria muito leve) | Forte (bateria muito leve) | Forte (bateria leve) |
| Efeito memória | importante | Faible | Faible |
| Atuação | 90% | 90% | 80% |
| BMS necessário | opcional | opcional | não |
| de vedação | Sim | Sim | Sim |
| Manutenção | Praticamente não requer manutenção | Praticamente não requer manutenção | Praticamente não requer manutenção |
Paralelamente aos critérios diretamente ligados à tecnologia de bateria a ser utilizada, outros elementos também devem ser levados em consideração. A capacidade de armazenamento é um ponto importante, pois sua instalação deve ser capaz de armazenar toda a energia que você produz. A duração do período de garantia também é um ponto interessante de se estudar, pois é um parâmetro bastante variável de acordo com os diferentes fornecedores!! Finalmente, deve-se ter cuidado para garantir a compatibilidade das baterias escolhidas com o restante da instalação solar.
Como as baterias em fim de vida são recicladas?
O vídeo a seguir fornece uma visão geral do processo de reciclagem de baterias na França:
Trata-se de uma reciclagem em várias etapas envolvendo processos químicos destinados, entre outras coisas, à recuperação de sais metálicos purificados que podem ser usados para fabricar novas baterias. Dada a complexidade da reciclagem, é fácil entender o interesse de usar baterias que possam ter uma vida útil substancial, reduzindo assim a necessidade de trocá-las e, portanto, reciclá-las com muita frequência.
Para otimizar a vida útil de suas baterias, algumas dicas podem ser úteis. Armazenar as baterias dentro de casa e em local temperado otimiza suas capacidades. Na verdade, as baterias não toleram bem o calor ou temperaturas muito frias e nem todas são iguais em face da umidade. Por exemplo, a temperatura de operação ideal para uma bateria de chumbo-ácido é de 19°C. Por outro lado, durante a instalação, as baterias devem ser dispostas de forma a deixar um espaço entre elas. Em operação, suas baterias produzirão calor que pode danificar rapidamente o dispositivo se nada for feito para esvaziá-lo adequadamente. Finalmente, é importante respeitar as indicações do fornecedor, em particular no que diz respeito à profundidade ideal de descarga.
Baterias virtuais? A bateria das Start-Ups!
O setor de energia solar está em constante evolução e novas soluções técnicas aparecem regularmente. Portanto, se você está procurando realizar uma instalação, é possível que tenha se deparado com os termos " bateria virtual", ou" bateria térmicae" durante a sua pesquisa.
La bateria virtual é uma solução de armazenamento de energia “on-grid”. O excesso de energia produzida é injetado na rede do seu fornecedor, que deve ser compatível, podendo então ser “recuperada” na forma de crédito de energia autorizado quando necessário. No entanto, esta solução requer necessariamente uma instalação de autoconsumo ligada à rede. Também tem um custo do seu fornecedor de energia. Alguns países estão começando a tributar esta prática como a Bélgica com o Imposto do consumidor.
Finalmente, bateria térmica consiste em armazenar energia não na forma de eletricidade, mas diretamente na forma de calor, por exemplo, em um tanque de água quente. Esta opção reduz drasticamente a rentabilidade da sua instalação solar, pois um kWh elétrico é muito mais caro do que um kWh térmico.