Publicamos recentemente em nosso site conteúdos sobre o que é clipping em sistemas fotovoltaicos e também sobre o funcionamento de inversores híbridos.
Mas, afinal, quais são as principais aplicações possíveis em um sistema com baterias, seja através de um inversor híbrido ou de soluções com acoplamento em corrente alternada?
A aplicação mais comum é o chamado Backup + Aumento do autoconsumo.
Também conhecido como “sistema de emergência”, este tipo de configuração permite que o sistema desempenhe duas funções principais, dependendo do cenário de operação:
EM CASO DE QUEDA DE ENERGIA DA REDE ELÉTRICA, FORNECIMENTO DE BACKUP
É amplamente conhecido que sistemas fotovoltaicos conectados à rede operam como fontes de corrente, injetando a energia gerada na rede elétrica da concessionária.
Por questões de segurança e estabilidade, quando há falha ou ausência da rede elétrica, sistemas on-grid deixam de operar, interrompendo a geração de energia.
Nesse cenário, entra em funcionamento um sistema de backup baseado em armazenamento de energia, que cria uma rede elétrica interna capaz de manter o funcionamento do sistema fotovoltaico e garantir o fornecimento contínuo às cargas locais.
QUANDO HÁ MAIOR GERAÇÃO DO QUE CONSUMO, PRIORIZAÇÃO DO AUTOCONSUMO
Uma das aplicações mais simples e comuns em sistemas com baterias é o uso de estratégias de controle energético configuráveis de acordo com a demanda de cada instalação.
Nesse cenário, a energia gerada pelos módulos fotovoltaicos é priorizada para o atendimento das cargas, reduzindo a dependência da rede elétrica.
Quando há excedente de geração, em vez de ser injetado na rede, esse excedente é direcionado para o armazenamento em baterias, permitindo seu uso posterior em períodos de baixa ou ausência de geração solar.
Dessa forma, o sistema otimiza o fluxo energético ao priorizar o consumo local da energia gerada, reduzindo perdas e aumentando a eficiência global da instalação.
Esse tipo de operação tem ganhado relevância com as mudanças regulatórias recentes e com a crescente necessidade de gestão inteligente da energia em sistemas distribuídos.
Nestes exemplos, é possível observar o sistema fotovoltaico em pleno funcionamento. No primeiro cenário, a geração solar é utilizada para atender simultaneamente as cargas da instalação e o carregamento do sistema de armazenamento, sem injeção de excedentes na rede elétrica.
No segundo cenário, a instalação pode atender às cargas a partir da geração fotovoltaica e do sistema de armazenamento, com possibilidade de interação com a rede elétrica, dependendo da configuração do sistema.
Soluções totalmente off-grid são necessárias para aplicações que não possuem conexão com a rede elétrica convencional.
Nesses casos, é comum que o consumo seja atendido por geradores a diesel ou outras fontes auxiliares, que estão sujeitos a variações de custo, necessidade de manutenção e desafios logísticos relacionados ao abastecimento de combustível.
Duas formas principais de operação podem ser aplicadas para esse tipo de sistema:
REDUÇÃO PARCIAL DO GERADOR DIESEL
Neste primeiro cenário, um grupo gerador permanece em operação, atuando como referência de tensão e frequência para que sistemas de geração fotovoltaica e inversores conectados possam operar em conjunto, reduzindo o consumo de diesel.
Nesse tipo de configuração, pode ser utilizado um sistema de controle de energia responsável por coordenar a operação da planta, permitindo que o gerador opere em uma faixa mínima de carga, enquanto a demanda restante é suprida pela geração fotovoltaica e pelo sistema de armazenamento.
A utilização de baterias nesse cenário é opcional, porém altamente recomendada, pois contribui para a redução adicional do consumo de combustível e melhora a resposta dinâmica do sistema, especialmente em variações rápidas de carga ou demandas de potência reativa.
Um exemplo prático dessa aplicação pode ser observado em projetos híbridos implementados em ambientes industriais e remotos, onde a integração entre geração fotovoltaica, armazenamento e geradores convencionais permite ganhos significativos de eficiência energética.
SOLUÇÃO 100% RENOVÁVEL
Em sistemas totalmente isolados da rede elétrica e sem a utilização de grupos geradores em operação contínua, o banco de baterias passa a ser o elemento responsável pela formação da rede elétrica local. Por esse motivo, a capacidade de armazenamento tende a ser maior em comparação com outras configurações híbridas.
Nesse tipo de arquitetura, a geração fotovoltaica é utilizada sempre que disponível para atender às cargas e recarregar o sistema de armazenamento. Fontes auxiliares de geração, quando existentes, operam apenas como suporte em situações de baixa autonomia energética, contribuindo para a redução do consumo de combustíveis.
Um exemplo prático desse tipo de aplicação pode ser observado em projetos off-grid implementados em ambientes isolados, como ilhas ou regiões remotas.
AUMENTO DE CAPACIDADE ENERGÉTICA
Em algumas regiões remotas, como áreas rurais ou instalações industriais no interior, pode haver um consumo elevado de energia, enquanto a capacidade disponível da rede elétrica não é suficiente para atender picos de demanda.
Nesses casos, sistemas fotovoltaicos integrados a bancos de baterias podem ser utilizados com o objetivo de aumentar a potência disponível de forma instantânea, reduzindo a necessidade de acionamento de geradores auxiliares e evitando sobrecargas na rede elétrica.
Dentro desse contexto, especialmente em consumidores de média e alta tensão, são comuns estratégias como Peak Shaving e Time of Use.
O Peak Shaving consiste no uso de sistemas de armazenamento para suprir picos momentâneos de potência que ultrapassam a demanda contratada.
Por exemplo, em uma instalação com demanda contratada de 300 kW, caso o consumo ultrapasse esse limite em determinados períodos, o sistema de baterias pode atuar para reduzir esse pico e evitar penalidades associadas à ultrapassagem de demanda.
Os sistemas de armazenamento são capazes de fornecer energia durante esse período (por exemplo, entre 14h e 15h), contribuindo para manter o consumo dentro do limite de demanda contratada de 300 kW.
As baterias também podem ser carregadas em horários de menor consumo ou menor custo energético, como durante a madrugada, permitindo maior flexibilidade operacional do sistema.
O conceito de Time of Use (ou Time Shifting) refere-se justamente à variação do custo da energia ao longo do dia. Em consumidores de média e alta tensão, é comum a existência de períodos específicos, geralmente de algumas horas diárias, nos quais o custo da energia é mais elevado.
Nesse contexto, sistemas de armazenamento permitem carregar energia em momentos mais favoráveis e utilizá-la nos períodos de tarifa mais alta, contribuindo para a redução dos custos operacionais e maior eficiência energética.
Ao tratar de sistemas de grande porte, também são possíveis outras aplicações, como a estabilização de redes elétricas, nas quais sistemas de baterias são utilizados para mitigar oscilações de tensão na rede e auxiliar no atendimento de picos de demanda em momentos de alto consumo.
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IMPORTÂNCIA DE UM DIMENSIONAMENTO CORRETO
Cada solução deve ser projetada e avaliada de acordo com as necessidades específicas de cada cliente.
O dimensionamento correto da aplicação é fundamental e representa um fator decisivo para a viabilidade técnica, operacional e financeira do projeto.
O time da Ideatek conta com mais de 11 anos de experiência e amplo know-how em projetos híbridos, o que permite a definição e o dimensionamento adequado de soluções para aplicações complexas.
O novo inversor híbrido possui uma saída de backup de até 3,6 kW que pode ser energizada mesmo sem a presença de um banco de baterias, ou seja, pode operar apenas com o sistema fotovoltaico mesmo durante quedas de energia da concessionária.
O mercado de inversores de baterias existe desde o final da década de 1990, com o desenvolvimento das primeiras soluções dedicadas ao armazenamento de energia em sistemas fotovoltaicos.
Atualmente, existem diversas linhas de inversores de armazenamento que atendem aplicações desde pequenos sistemas residenciais até soluções de grande escala, com diferentes níveis de potência e funcionalidades.
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