Sistemas fotovoltaicos e geradores de armazenamento de energia

2021 será um ano ruim para muitos países e regiões, mas, felizmente, para... geração de energia solar e armazenamento de energia   Na indústria, os usuários têm alta demanda por produtos e serviços.

Em termos simples, o armazenamento de energia consiste em guardar energia em excesso quando não for necessária, evitando o desperdício. Esta é a definição básica de armazenamento de energia, mas qual a relação entre armazenamento de energia e energia fotovoltaica? A energia fotovoltaica precisa de armazenamento?

Durante décadas, o armazenamento de energia foi indissociável da geração, transmissão, distribuição e utilização de eletricidade. Hoje, com a oferta cada vez maior de fontes de energia renováveis, o setor elétrico está passando por mudanças drásticas. A energia renovável é o futuro, o que torna ainda mais desafiador o fornecimento de eletricidade sob demanda, a qualquer hora e em qualquer lugar.

Os sistemas de armazenamento de energia proporcionam economia de custos para as concessionárias e os consumidores, oferecendo uma gama de recursos tecnológicos para gerenciar a oferta e a demanda e criar uma infraestrutura energética mais flexível.

O sistema de armazenamento de energia consiste em duas partes principais. Um sistema de conversão de energia (PCS) realiza a conversão CA/CC e CC/CA, onde a energia elétrica entra na bateria para carregá-la, ou a energia armazenada na bateria é convertida em energia CA e injetada de volta na rede. A solução de usina de energia adequada depende das condições de tensão e fluxo de potência suportadas.

De acordo com os diferentes tipos, geralmente é composto por um conjunto fotovoltaico, controlador solar e inversor (inversor conectado à rede e inversor de armazenamento de energia), conjunto de baterias e dispositivo de gerenciamento de baterias (BMS), sistema de monitoramento e gerenciamento de energia (EMS) e carga, etc.

O controlador solar, conectado aos módulos solares e às baterias, pode ser usado sozinho para fornecer energia à carga CC; também pode ser usado em conjunto com o inversor, e ainda com um controlador integrado de inversor para aumentar a flexibilidade do sistema. O controlador possui atualmente dois esquemas de operação: PWM e MPPT, utilizados em diferentes situações.

O inversor para sistemas isolados da rede conecta a bateria à carga. Sua principal função é converter a energia CC da bateria em energia CA. Em sistemas fotovoltaicos isolados da rede, ele geralmente é usado em conjunto com um controlador. Atualmente, a maioria dos sistemas isolados da rede de pequeno e médio porte são fabricados em um inversor integrado, que combina o controlador fotovoltaico e o inversor em uma única unidade, facilitando a instalação. Existem três tipos de inversores para sistemas isolados da rede: inversor de onda senoidal modificada, inversor de onda senoidal de alta frequência e inversor de onda senoidal de frequência industrial, adequados para diferentes aplicações.

O inversor de armazenamento de energia conecta a bateria à rede elétrica (ou carga). O circuito de hardware é o mesmo do inversor isolado da rede, que converte a corrente contínua da bateria em corrente alternada. No entanto, o inversor de armazenamento de energia é mais potente e a energia pode fluir em ambas as direções, convertendo a corrente contínua em corrente alternada, que pode ser enviada para a rede elétrica ou para a bateria. Ao utilizar uma carga CA, ele também pode retificar a corrente alternada em corrente contínua, permitindo que a rede carregue a bateria. Por isso, o inversor de armazenamento de energia também é chamado de conversor bidirecional PCS (Power Conversion System).

Em comparação com os sistemas tradicionais de geração de energia conectados à rede, os sistemas de armazenamento de energia residencial apresentam custos mais elevados e instalações mais complexas, porém com aplicações mais amplas e funcionalidades mais robustas. Com a contínua redução dos custos dos sistemas de armazenamento de energia, a substituição das tecnologias tradicionais de geração de energia por sistemas de armazenamento de energia solar torna-se cada vez mais viável economicamente. Acredita-se que, em um futuro próximo, o armazenamento de energia residencial também inaugurará uma nova era de competitividade.