Human SkillsDimensionar um Sistema Solar Fora da Rede a Sério
Watt-hora, sol de inverno e números honestos
6 minAvançadoAtualizado
- Construir uma lista de consumos em watt-hora por dia
- Dimensionar painéis e bateria para o cenário de inverno
- Perceber porque é que um frigorífico e uma bomba de furo dominam o dimensionamento
Comece por uma lista de consumos, não por um painel
Aponte todos os aparelhos, os seus watts e as horas que funcionam por dia, e depois multiplique. Um LED de 10 watts durante 5 horas são 50 watt-hora. Um portátil ronda os 250 watt-hora por dia. Um frigorífico moderno de classe A gasta 300 a 500 watt-hora por dia e funciona o ano inteiro. Uma máquina de lavar num ciclo a frio gasta 300 a 600 watt-hora por carga. Some tudo e tem o seu consumo diário. A maioria das pequenas casas fora da rede fica entre 1,5 e 4 quilowatt-hora por dia. Acrescente 20 por cento para perdas no inversor, na cablagem e no ciclo da bateria. É esse número, e não a área do telhado, que define o sistema.
Painéis e bateria fazem coisas diferentes
Os painéis fornecem energia; a bateria compra-lhe tempo. Dimensionar um sem o outro dá-lhe um sistema que ou desperdiça sol ou morre às 3 da manhã. Como regra aproximada, num inverno mediterrânico um painel fixo virado a sul rende cerca de 2 a 3 horas de produção máxima por dia, por isso um painel de 400 watts devolve à volta de 0,8 a 1,2 quilowatt-hora num bom dia de dezembro e muito menos ao fim de uma semana de nuvens. Para cobrir um consumo diário de 3 quilowatt-hora durante o inverno está a falar de 1,5 a 2,5 quilowatts de painel, várias vezes mais do que os números de verão sugeririam.
Dias de autonomia e química da bateria
Autonomia é o número de dias que a casa aguenta sem sol nenhum. Dois dias é um mínimo realista, três é confortável. Um consumo diário de 3 quilowatt-hora com dois dias de autonomia precisa de cerca de 6 quilowatt-hora de armazenamento útil. O chumbo-ácido só lhe dá cerca de metade da capacidade nominal sem se danificar, por isso isso corresponde a um banco de 12 quilowatt-hora, e dura talvez 500 a 1200 ciclos. O lítio-ferro-fosfato dá 80 a 90 por cento de capacidade útil, tolera ciclos profundos e dura tipicamente 3000 a 6000 ciclos, o que normalmente o torna mais barato por quilowatt-hora ao longo de dez anos, apesar do preço inicial mais alto.
Dimensione para a pior semana, não para a média
As médias anuais são inúteis fora da rede, porque não se pode pedir emprestado a dezembro o sol de julho. Dimensione contra a pior semana realista: dias curtos, sol baixo e nuvens. Inclinar mais um campo fixo, aproximadamente a latitude mais 15 graus, favorece o inverno e ajuda a escorrer pó e chuva. Aceite que a maioria dos sistemas precisa de apoio, normalmente um pequeno gerador a gasolina ou gasóleo a funcionar algumas horas nos piores dias, e dimensione-o para carregar a bateria e não para alimentar a casa. Planear o gerador desde o início é muito mais barato do que duplicar o campo de painéis para correr atrás de cinco dias maus por ano.
O frigorífico e a bomba definem o sistema
Dois consumos dominam normalmente uma pequena casa fora da rede: o frigorífico, porque funciona todas as horas de todos os dias, e a bomba do furo, porque puxa um grande pico durante períodos curtos. Uma bomba de furo profundo com 1,5 quilowatts de arranque pode exigir três a cinco vezes isso durante um segundo, e um inversor que não consiga dar esse pico simplesmente dispara. Resolve-se bombeando para um depósito elevado durante as horas de sol, para que a casa seja alimentada por gravidade, e escolhendo um frigorífico moderno de alta eficiência. Cortar bem esses dois consumos vale mais do que mais um painel.
Testa-te
Não se consegue guardar o sol de julho até dezembro. Os sistemas fora da rede são dimensionados pela pior semana, normalmente com um gerador para os extremos.
O consumo diário vezes os dias de autonomia dá o armazenamento útil. Com chumbo-ácido depois duplica-se aproximadamente o banco nominal, porque só metade é utilizável.
Os motores puxam uma grande corrente de arranque. Ou dimensiona o inversor para o pico, ou instala um arrancador suave, ou bombeia para um depósito por gravidade nas horas de sol.
O frigorífico é modesto em watts mas funciona todas as horas de todos os dias, por isso domina o consumo anual a par da bombagem.
Experimenta a sério: Construa a sua lista de consumos e dimensione o campo solar
- Liste todos os aparelhos com os seus watts e horas diárias e some os watt-hora
- Acrescente 20 por cento para perdas do sistema
- Multiplique por dois dias para obter a capacidade útil de bateria de que precisa
- Divida o valor diário por 2,5 horas de sol de inverno para estimar os watts de painel
- Identifique os seus dois maiores consumos e escreva uma forma de reduzir cada um
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Escrito e verificado pela equipa Human Skills com base nas fontes abaixo. Como verificamos o conteúdo
- DGEG (Direcao-Geral de Energia e Geologia)
- International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme
- US Department of Energy Solar Energy Technologies Office
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