Nos últimos anos, o interesse por energia solar cresceu significativamente no Brasil. Para quem já decidiu investir em sistemas fotovoltaicos mas ainda não sabe quais os melhores caminhos, a Sunus, especialista em soluções solares, apresenta uma tecnologia revolucionária: os sistemas fotovoltaicos híbridos. Se você já ouviu falar deles, mas ainda não entende completamente suas vantagens, este artigo é para você. Vamos explorar as diferenças entre os sistemas On Grid, Off Grid e híbridos, os avanços tecnológicos, e por que agora é o melhor momento para considerar essa opção.
Prepare-se para descobrir como essa tecnologia de última geração pode transformar a sua relação com a energia, proporcionando mais conforto, tranquilidade, autonomia e economia para você e sua família.
Entendendo as Diferenças: On Grid, Off Grid e Híbrido
Sistemas On Grid
Também conhecidos como sistemas conectados à rede, são os mais comuns e populares no Brasil. Eles permitem que você use a energia solar gerada durante o dia e, quando a produção excede o consumo, o excesso de energia é enviado para a rede elétrica, gerando créditos que podem ser utilizados à noite ou em dias nublados. Além disso, caso a geração solar seja insuficiente, a energia necessária é automaticamente fornecida pela rede elétrica, garantindo a continuidade do fornecimento. Este sistema é regulado pela ANEEL e o seu principal benefício está associado à economia significativa na conta de luz, já que o consumidor paga apenas pela diferença entre a energia consumida e a energia gerada, que quando bem dimensionada tende a gerar economias da ordem de 90% da conta de luz. Além do ganho financeiro, a utilização da energia limpa é um ótimo argumento para o investimento, mas como isso se aplica a todo tipo de sistema fotovoltaico, não seremos repetitivos neste post.
Uma desvantagem do sistema on-grid, quando comparado ao off-grid e ao híbrido, é que o sistema é totalmente dependente da rede elétrica. Dessa forma, mesmo em um dia ensolarado com os painéis e inversores gerando em máxima potência, caso a rede da concessionária caia, por qualquer motivo, todo o sistema é obrigado a parar de gerar energia, para garantir a segurança da rede elétrica.
Sistemas Off Grid
Independentes da rede elétrica, esses sistemas armazenam energia em baterias para uso posterior, essencial para locais remotos sem acesso à rede. Neste tipo de sistema a energia é gerada e transmitida imediantamente para carga ou armazenada em bancos de bateria para consumo futuro. Os painéis precisam ser dimensionados para alimentar a carga e carregar as baterias, muitas vezes simultaneamente. Já as baterias precisam ser dimensionadas para suprir a carga durante o período de alguns dias com pouco sol. Em unidades consumidoras convencionais, como comércios e residências, este tipo de sistema dificilmente é aplicado, pois os somatórios de cargas de uma instalação normalmente são elevados e a necessidade de consumo em períodos de 2 ou 3 dias sem sol demandariam um dimensionamento muito grande dos painéis e das baterias, tornando a solução inviável. Como a rede elétrica não ajuda a suprir energia, nem em momentos isolados, como em uma festa familiar, por exemplo, dimensionar este sistema para a totalidade das cargas não é uma solução financeiramente recomendada, pelo menos neste momento.
Uma desvantagem do sistemas off-grid, quando comparado aos on-grid e também aos híbridos, é que a geração de energia fica totalmente dependente do inversor e dos demais componentes do sistema. Dessa forma, se um inversor recebe uma descarga atmosférica e tem seu DPS acionado, por exemplo, pode demandar por um longo período para reparo junto ao fabricante (normalmente algo em torno de 30 dias) e, caso não tenha equipamento sobressalente, o sistema ficaria sem energia durante todo este período, o que não ocorre nos outros dois tipos de sistemas.
Sistemas Híbridos
Diga adeus aos apagões! O sistema híbrido funciona como um gerador de reserva, fornecendo energia limpa e confiável mesmo em caso de falhas na rede elétrica, garantindo segurança e tranquilidade para você e sua família. Combinam o melhor dos dois mundos. Podem operar conectados à rede elétrica e possuem baterias para armazenar energia. Isso significa que, além de economizar na conta de luz, você tem energia “estocada” para momentos de black-out e pode gerar sua própria energia de forma independente. Diferentemente dos sistemas Off Grid, os painéis e baterias em sistemas híbridos só precisam ser dimensionados para o suprimento de energia em situações de ausência da rede. Em momentos isolados, como uma festa de aniversário, toda a energia pode ser fornecida pela concessionária, o que não impacta no dimensionamento e no custo do sistema. Dessa forma, você consegue uma autonomia na maior parte do tempo, sem ficar no sufoco em situações de elevada demanda. Você também se proteje de oscilações tarifárias, blindando seu orçamento contra imprevistos.
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Baterias de Lítio: A Força Motriz da Revolução Energética
O coração dos sistemas híbridos, as baterias de lítio, vêm se tornando cada vez mais acessíveis e eficientes nos últimos anos. Essa tendência, aliada ao avanço da tecnologia, torna os sistemas híbridos cada vez mais viáveis e atrativos para o consumidor:
1. Custo em Queda Livre:
O preço das baterias de lítio vem caindo consistentemente, tornando os sistemas híbridos mais acessíveis para um público cada vez maior. Em 2023, o custo das baterias de lítio caiu cerca de 82% desde 2013, e a tendência é continuar diminuindo. Além disso, a popularidade dos veículos elétricos (EVs) no Brasil está aumentando. Em 2023, as vendas de EVs cresceram 80% em relação ao ano anterior. Esse aumento na demanda certamente irá impulsionar ainda mais a redução dos custos das baterias, de uma maneira geral.
2. Maior Vida Útil:
As baterias de lítio modernas (LiFePO4), com uma vida útil de até 15 anos, garantem um retorno do investimento mais vantajoso em comparação com as baterias estacionárias (chumbo ácido) tradicionais, mais parecidas com aquelas utilizadas nos veículos a combustão. Embora o custo inicial (CAPEX) das baterias de lítio seja maior, esse investimento é facilmente compensado ao longo do tempo pela sua durabilidade, eficiência e segurança superiores. As baterias de lítio também possuem a vantagem de serem mais rápidas na recarga, tornando-as ideais para aplicações fotovoltaicas híbridas. Com melhor desempenho em ciclos de carga e descarga, proporcionam maior autonomia e confiabilidade no armazenamento de energia solar, resultando em economia e estabilidade energética a longo prazo.
3. Alta Eficiência:
As baterias de lítio armazenam mais energia com menos perdas, otimizando o desempenho do sistema e reduzindo custos. Sua elevada eficiência permite maior densidade energética, resultando em ganhos de espaço significativos. Além disso, muitas baterias de lítio possuem grau de proteção IP65, permitindo sua instalação ao ar livre, dependendo da situação. Esta versatilidade, combinada com a eficiência superior, torna as baterias de lítio uma escolha ideal para sistemas de armazenamento residenciais e comerciais, proporcionando economia e desempenho otimizado a longo prazo.
4. Segurança Aprimorada:
As baterias de lítio são projetadas com altos padrões de segurança, minimizando o risco de incêndios ou explosões. O Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) desempenha um papel crucial, monitorando constantemente parâmetros como temperatura, carga e descarga. Este sistema inteligente previne condições extremas e falhas, garantindo um funcionamento seguro e eficiente, além de prolongar a vida útil da bateria.
Por que Investir em um Sistema Fotovoltaico Híbrido Agora
Investir em um sistema fotovoltaico híbrido atualmente é uma decisão estratégica. Inicialmente, é possível adquirir um inversor solar híbrido com pouca ou nenhuma carga de bateria, adicionando módulos de bateria conforme os custos diminuem. Diferentemente dos sistemas on-grid, que se desliga na ausência da concessionária, um sistema híbrido, mesmo com um pequeno banco de baterias, pode fornecer energia diretamente do sol para suas cargas, mantendo o funcionamento mesmo sem a presença da rede elétrica. Os painéis fotovoltaicos, a estrutura de suportação e os custos de implantação são basicamente os mesmos, e a diferença de custo entre um inversor tradicional e um híbrido é relativamente pequena, representando uma variação pequena dentro do custo total da solução, frente aos ganhos oferecidos pela solução.
Lembre-se que a vida útil prevista para um sistema fotovoltaico é de 25 anos. Lembre-se também que os inversores híbridos são uma inovação no Brasil, porém hoje já são uma tecnologia amplamente utilizada nos países mais desenolvidos, como Estados Unidos e Europa. Com o avanço tecnológico e a queda de preços acelerada das bateriais, certeamente em pouco tempo está será uma tecnologia de massa no Brasil também, e não optar por ela neste momento siginfica abrir mão dos benefícios durante um longo período de tempo ou então ter que substituir completamente o inversor, tornando-se um decisão muito mais honerosa no futuro.
Dimensionamento Correto de um Sistema Híbrido
Um dimensionamento preciso é crucial para maximizar os benefícios de um sistema híbrido. Na Sunus temos vários engenheiro e projetistas capacitados, utilizamos softwares especializados e possuímos toda expertise para garantir que cada projeto atenda às necessidades específicas dos nossos clientes, maximizando a segurança, autonomia e versatilidade do investimento. Veja abaixo os passos essenciais que seguimos para o perfeito dimensionamento de um sistema:
1. Definição da Energia a ser Gerada
Ponto de partida para dimensionamento de qualquer tipo de sistema fotovoltaico. Normalmente é baseado no histórico de consumo da conta de energia, ou na expectativa de gasto energético caso não haja histórico de contas (como em uma casa em construção, por exemplo).
2. Identificação das Cargas Essenciais
Definir as cargas essenciais é crucial, pois serão as cargas mantidas em funcionamento após uma queda da energia por parte da concessionária. Estas cargas poderão ser mantidas pelo Sol e/ou pela bateria, garantindo que itens críticos como iluminação, geladeira e dispositivos de comunicação continuem operacionais. É fundamental que todas estas cargas estejam separadas, em circuitos elétricos distintos das demais cargas do local. Só assim o inversor conseguirá separar o essencial do trivial. Além disso, também precisaremos estimar, com base em dados climáticos e histórico de falhas da concesionária na região, por quanto tempo essas cargas deverão permancer alimentadas, em caso de queda da rede. Em nossa visão, este é o ponto de maior atenção, por parte do cliente, para um dimensionamento eficiente e preciso.
3. Dimensionamento do Inversor
O inversor deve suportar o somatório da potência de todas as cargas essenciais que permanecerão energizadas simultaneamente. Além disso, o inversor deve ser capaz de gerar toda a energia necessária para o consumo mensal, garantindo um desempenho eficiente do sistema.
4. Dimensionamento da Bateria
As baterias devem ser dimensionadas para fornecer energia suficiente para as cargas essenciais durante os períodos sem sol ou sem fornecimento da rede elétrica. É importante considerar o tempo de autonomia necessário, especialmente em dias chuvosos ou nublados. Além disso, as baterias podem ser adicionadas com o tempo à medida que os custos diminuem ou que a necessidade de cargas/auntomia aumente. Cuidados devem ser tomados ao combinar baterias antigas com novas para garantir compatibilidade, segurança e maximizar a vida útil do sistema.
5. Dimensionamento da Quantidade de Painéis
Os painéis solares devem ser suficientes para gerar toda a energia necessária para o consumo mensal, além de carregar as baterias durante os períodos em que o sistema não estiver sendo alimentado pela rede elétrica. Isso garante que o sistema opere de maneira eficiente e econômica. Dependendo da disponibildiade de espaço ou de outros requisitos, a própria rede elétrica pode ser utilizada para o carregamento da bateria, permitindo que um sistema híbrido seja viável mesmo em situações de espaço reduzido.
Cada projeto é único e requer uma análise detalhada das necessidades energéticas e financeiras e dos requisitos e restrições do cliente e da instalação. Por isso, escolher uma empresa com com competência e experiência, como a Sunus, é fundamental.
Integração com Carregadores de Veículos Elétricos
A união de inversores híbridos com carregadores veiculares representa inovação em termos de tecnologia, sustentabilidade e praticidade, permitindo que os carros sejam carregados diretamente pela energia solar. Essa integração promete benefícios significativos, como redução dos custos de energia, menor impacto ambiental, independência energética, diminuição de perdas elétricas e economia de espaço. Além disso, oferece conveniência ao usuário, permitindo carregar o veículo de forma mais eficiente e sustentável. Essa solução representa um passo importante na direção de um futuro energético mais limpo e inteligente, proporcionando uma maneira prática e eficiente de impulsionar a adoção de veículos elétricos, sem se preocupar nunca mais com os gastos no posto de combustível.
Novas Regulamentações e Oportunidades
A ANEEL está em consulta pública sobre a nova regulamentação para armazenamento de energia elétrica (Consulta 039/2023). Essa regulamentação possibilitará, entre outras coisas, que usuários vendam energia armazenada em baterias, possibilitando que a energia da bateria seja carregada durante o dia pelo sol, ou menos pela rede elétrica em momentos de baixo custo do kWh para venda nos horários de ponta, quando o custo da energia se torna maior. Isso pode acelerar o retorno sobre o investimento (payback) dos sistemas híbridos. Várias outras possibilidades de uso dos sistemas de armazenamento, que hoje já são amplamente utilizadas em outros países do mundo e que irão aumentar a eficiência e a viabilidade dos sistemas fotovoltaicos, também estão sendo estudadas dentro desta e outras consultas públicas da ANEEL.
Conclusão
Diferente dos sistemas On Grid, os sistemas híbridos oferecem benefícios que vão além da simples economia na conta de luz. Eles garantem segurança, independência e flexibilidade energética. Embora o payback de sistemas com baterias seja atualmente de 5 a 7 anos, a segurança e os benefícios adicionais justificam o investimento. Em um cenário de possíveis apagões, como os ocorridos recentemente no Brasil, um sistema híbrido oferece tranquilidade e continuidade de operações. Na Sunus, estamos prontos para ajudá-lo a navegar por essa tecnologia avançada, garantindo um projeto sob medida para suas necessidades. Não espere mais, invista no futuro da energia hoje mesmo.