Tipos de baterias solares: prós e contras e como escolher?

Uma bateria solar, também conhecida como bateria de painel solar ou bateria de energia solar, é um dispositivo de armazenamento de energia projetado para conectar-se a um controlador de carga solar para backup de energia e pode ser emparelhado com um sistema solar híbrido. Com uma bateria solar, você pode armazenar a energia extra gerada por seus painéis solares ao longo do dia e usá-la mais tarde conforme sua necessidade.

A principal vantagem de instalar um sistema de armazenamento de bateria solar em sua propriedade comercial ou residencial é que ele torna você competente para usar sua eletricidade solar mesmo quando o sol não está aparecendo! Quando você instala um sistema de painel solar sem uma bateria solar doméstica, o excesso de eletricidade gerada pelo seu sistema é redirecionado de volta para a rede. Caso você obtenha armazenamento de bateria solar, essa energia pode ser recuperada e usada quando o sol se põe ou o tempo está nublado e chuvoso.

Por que o armazenamento em bateria desempenha um papel importante em aplicações solares?

Uma bateria recarregável é basicamente usada para armazenar a energia solar gerada pelos painéis solares e dispensar o poder ainda mais conforme a exigência. A bateria solar é feita de níquel-cádmio, íon-lítio ou chumbo-ácido, e é totalmente recarregável e pode ser usada em sistemas de células solares para acumular excesso de energia.

Os locais ou aplicações em que as baterias de armazenamento solar são geralmente necessárias incluem estações de carregamento solar, sistemas de armazenamento para usinas de energia e sistemas de armazenamento fora da rede. O uso de baterias solares em setores comerciais e residenciais torna o proprietário energeticamente eficiente e aumenta a sua independência. Quando usado em áreas residenciais, pode minimizar o funcionamento da rede elétrica em aplicações de pequena escala. Essa abordagem pode reduzir ainda mais a conta mensal de eletricidade e se tornar a melhor opção para os consumidores.

Armazenamento de bateria solar: um conceito inteligente

Se você está pensando sobre os principais benefícios de backups de bateria solar ou sistemas de armazenamento de bateria solar, os cinco pontos mencionados abaixo irão educá-lo sobre o mesmo. Para pessoas que possuem painéis solares instalados em suas propriedades residenciais, as baterias solares podem ser uma excelente maneira de economizar energia para estabilizar seu sistema de energia e desfrutar de um sistema solar confiável por muitos anos!

Potência quando você precisa!

Uma das maiores preocupações com os painéis solares é que eles só são capazes de produzir eletricidade quando há sol lá fora. Fatores como - quando você não está em casa, nuvens, sombra e chuva podem reduzir a produção de painéis solares, fazendo com que sua propriedade se desconecte da rede. Com uma bateria solar doméstica, a energia que seus painéis solares geram e que não é utilizada no momento de sua geração fica armazenada. Você pode usar a energia armazenada durante a noite ou naqueles dias nublados sem precisar tirar da rede.

Seguranca energetica

A acessibilidade para armazenar energia torna você menos dependente da rede para necessidade de energia adicional que pode ocorrer a qualquer momento. Se você reside em uma região com tempo nublado frequente ou com uma infraestrutura de energia em ruínas; o armazenamento de bateria solar pode ajudar a protegê-lo das consequências do mau tempo e do mau gerenciamento da rede. Você ganha autossuficiência e controle de seu destino energético. Isso prova ser a melhor opção para pessoas que desejam sair do sistema de grade.

Investimento que leva à confiabilidade a longo prazo

O investimento em qualquer tipo de sistema de armazenamento de energia leva a benefícios de longo prazo e confiabilidade no futuro próximo. O armazenamento de energia é um centro nervoso exigente para todo o sistema de rede; amplificando recursos de fontes solares, eólicas e hidrelétricas, para combustíveis fósseis e nucleares, para recursos do lado da demanda e equidades de eficiência do sistema. O sistema de armazenamento de bateria solar pode atuar como um ativo de geração, transmissão e distribuição – às vezes tudo combinado em um único ativo. Em última análise, o sistema de armazenamento é uma tecnologia capacitadora que pode economizar dinheiro de proprietários, industriais e do governo, melhorar sua confiabilidade e flexibilidade de energia, assimilar fontes de geração de energia ecológicas e minimizar impactos ambientais prejudiciais.

Reduza as contas de eletricidade

Quanto menor a dependência da rede, menor é a conta de luz! O uso de baterias recarregáveis ​​resulta na redução de sua conta de energia porque você consumirá menos energia da rede. Quando você pode facilmente armazenar e usar sua própria energia, a recompra é menor do que aquela pela qual a energia é vendida, resultando em economia de custos.

Melhor e mais seguro para o meio ambiente

Até agora, a maior parte da eletricidade na rede é gerada por usinas de carvão e outros combustíveis fósseis. Armazenar sua energia permite que você use a energia ecológica disponível com facilidade e de acordo com sua conveniência. Seu sistema de energia solar continuará usando recursos mínimos ao longo do ano, produzindo desprezível para zero desperdício, zero poluição sonora e deterioração do ar/terra. Devido aos avanços na tecnologia fotovoltaica, os painéis geram menos poluição do que os combustíveis fósseis durante seu uso vitalício.

Estatísticas do sistema de bateria solar (2019 a 2027)

O mercado mundial de baterias solares é segmentado com base no usuário final, tipo e região. Com base no tipo, é dividido em chumbo-ácido, níquel-cádmio, íon de lítio e bateria de fluxo. De acordo com o usuário final, o mercado é classificado em industrial, residencial e comercial. E, por último, regionalmente, está dividido na América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico e LAMEA. Em 2019, o mercado global de baterias solares valia US$ 113.4 milhões e deve atingir US$ 360.4 milhões até 2027; florescendo em um CAGR de 15.5% de 2020-2027. Como os governos em todo o mundo estão defendendo aplicações máximas de fontes de energia sustentáveis, espera-se que a demanda e a necessidade de sistemas de armazenamento de baterias solares aumentem durante o período estimado! Além disso, espera-se que o aumento da diversão dos industriais em relação às soluções de armazenamento de energia renovável atraia novos investimentos nos próximos anos.

Mercado de baterias solares por tipo

A seção de íons de lítio representou a maior participação na receita no ano de 2019. Isso se deve à eficiência rápida de carga e descarga das baterias de íons de lítio, que ajuda ainda mais a acumular uma grande quantidade de energia ou energia, levando a um uso mais longo. A eficiência média das baterias de íon-lítio é de 90-95%, enquanto que para o chumbo-ácido é de cerca de 80-85%. A bateria de chumbo-ácido aprimorada é projetada como outro segmento vantajoso no futuro.

Mercado de baterias solares por usuário final

Neste gráfico, o segmento industrial foi marcado pela maior participação na receita no ano de 2019. Isso está associado à alta demanda de vários usuários finais industriais por soluções adicionais de armazenamento de energia na forma de sistemas de armazenamento de bateria. O segmento residencial continua sendo o menor gerador de receita em 2019 e 2027. Além disso, atrair novos incentivos e esquemas de crédito fiscal dos governos atrairá ainda mais novos usuários finais neste setor nos próximos anos.

Quais são os diferentes tipos de baterias solares? (Prós e contras)

Existem quatro variedades principais de baterias de armazenamento solar que estão em uso:

1. Baterias de níquel cádmio (Ni-Cd)
2. Baterias de chumbo-ácido
3. Baterias solares de íon de lítio
4. Baterias de fluxo

Cada uma dessas baterias tem alguns prós e contras quando se trata de capacidade de armazenamento de energia, eficiência, manutenção, custo e durabilidade. As baterias solares são projetadas para sistemas solares e são diferentes quando comparadas às baterias comuns. Embora cada tipo de bateria tenha que atender a certas especificações de segurança e confiabilidade para ser popular, vendida e instalada em vários segmentos - setor residencial, industrial e comercial; fora desses padrões estabelecidos, há uma padronização mínima de especificações e recursos nessas baterias que estão disponíveis no mercado hoje!

Essas baterias solares são cada vez mais populares nos últimos tempos, pois são capazes de atender à crescente necessidade mundial de energia, juntamente com um impacto ambiental insignificante. Essas baterias são projetadas especificamente para sistemas solares com ótimos recursos. Então, sem mais delongas, vamos nos aprofundar nos prós e contras dessas baterias solares:

Baterias de níquel cádmio (Ni-Cd)

Essa tecnologia de bateria está em uso há mais de 100 anos, portanto, é uma tecnologia de armazenamento testada e comprovada. O Ni-Cd é relativamente mais barato quando comparado aos tipos de bateria mais recentes e possui boa energia específica em comparação com tecnologias como chumbo-ácido. São as melhores opções para Fonte de energia ininterrupta e uso em aplicações de partida de gerador. As duas características que levaram ao declínio na demanda de baterias de Ni-Cd são: não descarregar totalmente antes de ser recarregada, e a bateria começa a perder sua capacidade / é muito tóxica para o meio ambiente.

Prós

• DoD (profundidade de descarga) – cerca de 90%
• Densidade de energia - 50-150 Wh/L
• Eficiência – cerca de 70%-85%
• Tamanho – células recarregáveis ​​de 1.2 volts (exceção – tamanho de 9 volts)
• Vida útil - vida mais longa (1,000-2,000 ciclos)
• Melhor recurso - capacidade de operar em temperaturas extremas
• Manutenção – baixa manutenção é necessária devido à tecnologia mais simples
• Preço - menos caro em comparação com outras baterias

Desvantagens

• Utiliza cádmio que é extremamente tóxico e prejudicial ao meio ambiente
• Capacidade limitada de retenção de carga e espaço de armazenamento
• Não opte pelo uso em pequena escala

Baterias de chumbo-ácido

Essas baterias foram experimentadas e testadas para armazenar energia por mais tempo e são muito procuradas devido à sua confiabilidade. Em comparação com as baterias recarregáveis ​​modernas, as baterias de chumbo-ácido têm baixa densidade de energia. As baterias de chumbo-ácido representam uma das mais antigas tecnologias de bateria recarregável e podem ser encontradas em uma ampla variedade de aplicações, que incluem armazenamento em pequena escala, como sistemas UPS, iluminação e energia de ignição para automóveis, bem como em escala grande/de grade armazenamento de sistemas de energia.

Prós

• DoD (Profundidade de Descarga) – As baterias de chumbo-ácido (gel e AGM) não descarregam mais de 30% a 50% diariamente, a menos que em caso de situação de backup de emergência.
• Densidade de energia - 80-90 Wh/L
• Eficiência de carga/descarga - 50%-85%
• Vida útil – 500-1,200 ciclos
• Preço – menos caro

Desvantagens

• Tem menor profundidade de descarga e, portanto, menor vida útil
• Sensível à temperatura e requer áreas ventiladas para desempenho máximo
• Pesado em peso e ocupa muito espaço

Baterias de íon de lítio

As baterias de íons de lítio são mais recentes quando comparadas a outros tipos de bateria. Devido aos seus avanços tecnológicos, as baterias de íon-lítio tornaram-se uma das baterias solares mais utilizadas na era atual. Sua tolerância à temperatura e característica ambientalmente segura os tornam populares e altamente procurados na geração atual.

Prós

• Depth of Discharge (DoD) – A maioria das baterias de íon de lítio modernas tem um DoD variando de 80% a 95%
• Eficiência de carga/descarga - 80%-90%
• Vida útil – 500-2,000 ciclos
• Manutenção – baixa manutenção
• Preço – caro
• Densidade de energia - 100-265 Wh/kg

Desvantagens

• É mais caro do que outras tecnologias de armazenamento de energia
• Mais propenso a descontrole térmico e incêndio (somente se não for instalado corretamente)

Baterias de fluxo

Estas baterias são novas na solução de armazenamento solar e estão em fase de desenvolvimento! Por ser à base de água e não incluir o uso de metais tóxicos, é certo que as baterias de fluxo se tornarão mais difundidas nos próximos anos.

Prós

• DoD (Depth of Discharge) – quase 100% DoD, levando ao uso máximo de armazenamento
• Densidade de energia: 15-25 Wh/L
• Eficiência de carga/descarga: 75-80%
• Vida útil - ciclo de vida ilimitado
• Manutenção – baixa manutenção
• Impacto ambiental – à base de água e completamente não tóxico por natureza

Desvantagens

• Seus avanços tecnológicos ainda estão nos estágios iniciais
• É caro em comparação com outras baterias
• Baixas taxas de carga e descarga

Como decidir quais especificações de bateria são melhores de acordo com suas necessidades?

Há uma série de diferentes critérios de decisão e pontos de comparação a serem avaliados ao avaliar suas opções de armazenamento de energia. Abaixo estão alguns critérios de decisão comuns e especificações de bateria que mais importam se esses critérios corresponderem à sua situação:  

• Uso residencial – recentemente, as baterias de íon-lítio aumentaram em popularidade em relação às baterias de chumbo-ácido como a opção preferida para armazenamento solar doméstico devido à sua vida útil mais longa, maior capacidade de armazenamento de energia e eficiência.
• Sistemas off-grid maiores – as baterias de chumbo-ácido são uma das opções mais confiáveis ​​e usadas, pois é um sistema projetado corretamente, que normalmente pode durar cerca de 10 a 15 anos ou até mais.
• Melhor tipo de bateria para sistemas solares fora da rede - Baterias de lítio e AGM
• Melhor sistema de bateria por  postes de luz movidos a energia solar – Sistema de armazenamento de bateria de chumbo-ácido
• Melhor tipo de bateria para luzes solares de jardim ou aparelhos movidos a energia solar - Baterias LiFePO4 
• Maior vida útil necessária – Se você deseja um sistema de bateria com a vida útil mais longa, pode usar um número máximo de vezes, opte por baterias de fosfato de ferro e lítio (LFP).
• Menos espaço disponível – Se você tiver restrições de espaço e quiser armazenamento máximo no menor espaço disponível, escolha baterias de íon-lítio-níquel-manganês-cobalto (NMC).
• Em busca da máxima segurança – Se você deseja um sistema de armazenamento de bateria com a mais alta classificação de segurança, consulte as baterias LFP.

Coisas a considerar ao comprar a melhor bateria solar

Um dos aspectos mais importantes é saber tudo sobre baterias solares e o tipo de uso que você precisa delas após a instalação. Para facilitar as coisas para você, abaixo estão alguns pontos que você precisa considerar ao fazer uma compra de bateria solar:

• Capacidade de armazenamento, eficiência – Para encontrar o sistema de tamanho mais adequado para o seu uso, você deve saber de antemão a capacidade de armazenamento do tipo de bateria que pretende adquirir. Esteja atento, as baterias vêm com capacidade total e especificações de capacidade utilizável. Prefira sempre um sistema de armazenamento de bateria com máxima eficiência, capacidade e DoD.
• Tipo de bateria, vida útil e degradação – Ao procurar o melhor tipo de baterias de armazenamento solar para comprar, existem algumas alternativas/opções disponíveis e atualmente em demanda no mercado. Cada tipo de bateria tem suas próprias vantagens e desvantagens, então opte por aquele que tem maior vida útil e ciclo de bateria.
• Garantia de produto e desempenho – Saber quanto tempo sua bateria vai durar é muito importante. A vida útil de um tipo de bateria pode ser coberta pela garantia do produto, o que é muito importante. Como as baterias solares são caras e um investimento que você faz, você precisa ter muito cuidado ao examinar todos os cartões e especificações de garantia de desempenho e produto antes de finalizar um tipo de bateria.
• Especificações gerais – Além dos pontos mencionados acima, você também precisa considerar o peso, o tamanho, o impacto ambiental e o custo futuro de manutenção envolvido no sistema de bateria em que planeja investir! Pense em cada ponto em detalhes e finalize o sistema de bateria que se adapta perfeitamente ao seu orçamento, uso e requisitos.

Conclusão

A resposta para a pergunta “Qual é a melhor bateria solar para armazenamento?” não é tão fácil quanto você pensa, porque toda bateria vem com alguns prós e contras que precisam ser justapostos. Antes de escolher um sistema de armazenamento de bateria solar que seja perfeito de acordo com suas necessidades, você deve ter em mente os quatro principais aspectos da bateria solar - Capacidade e potência, profundidade de descarga, eficiência de ida e volta e garantia.

Os recursos vitais da bateria que você escolher determinarão quanto tempo suas baterias solares durarão e qual a duração esperada da bateria! Por exemplo, a rapidez com que a classificação de capacidade das barras da bateria determina quanto tempo ela pode ser usada antes da necessidade de substituição. Um sistema de bateria solar doméstico típico possui uma vida útil de bateria entre 5 a 15 anos antes que o desempenho da bateria comece a se deteriorar.