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Noções Básicas de Solar

Painéis, baterias e o que um sistema pequeno alimenta mesmo

6 minIntermédioAtualizado Noções Básicas de Solar
Vais aprender
  • Explicar o que faz cada parte de um sistema solar
  • Estimar o que um painel pequeno e uma bateria conseguem alimentar
  • Saber onde acaba o faz-tu-mesmo e começa um instalador licenciado
⚠️ Nunca ligue o solar à instalação elétrica da casa nem à rede por sua conta; isso exige um eletricista licenciado e registo.
⚠️ Coloque um fusível em cada cabo positivo da bateria, junto à bateria; um curto-circuito em DC pode provocar um incêndio.
⚠️ Os painéis produzem tensão sempre que lhes bate luz. Tape-os antes de trabalhar nas ligações.

As quatro partes

Todos os sistemas solares têm as mesmas peças. Os painéis transformam a luz do sol em eletricidade DC: um painel residencial típico tem cerca de 1,7 por 1 metro e ronda os 400 watts. Um regulador de carga fica entre os painéis e a bateria e impede que a bateria sobrecarregue; um regulador MPPT tira 20 a 30 por cento mais dos painéis do que um PWM barato. A bateria guarda energia para a noite e para os dias de nuvens; o fosfato de ferro e lítio (LiFePO4) é hoje o padrão porque dura milhares de ciclos e pode ser descarregado a fundo. Um inversor converte a corrente DC da bateria em 230 V AC para os aparelhos normais. Dispense o inversor e use aparelhos de 12 V diretamente se puder: é mais eficiente.

💡 Os watts do painel são valores de pico de laboratório. A produção real num bom dia é 70 a 80 por cento disso.

Watts, watt-hora e as contas

Os watts medem a potência neste momento; os watt-hora medem energia ao longo do tempo. Uma lâmpada de 10 W ligada 5 horas gasta 50 Wh. Para dimensionar um sistema, liste o que quer pôr a funcionar, multiplique os watts de cada item pelas horas diárias e some tudo. Um painel de 400 W em Portugal produz cerca de 4 a 5 horas de sol de pico por dia no verão e 2 a 3 no inverno, portanto cerca de 1.600 a 2.000 Wh num dia de verão e 800 a 1.200 Wh no inverno. As baterias são indicadas em ampere-hora: multiplique pela tensão para obter watt-hora. Uma bateria LiFePO4 de 12 V e 100 Ah guarda 1.200 Wh, dos quais pode usar com segurança cerca de 1.000.

💡 Dimensione para a produção de inverno, não para a de verão. Um sistema que funciona em dezembro funciona o ano todo.

O que um sistema pequeno consegue mesmo alimentar

Vamos aos factos. Um painel de 400 W com uma bateria de 1.200 Wh alimenta sem problemas iluminação LED (5 a 10 W por lâmpada), carregamento de telemóvel e portátil (10 a 60 W), um router Wi-Fi (10 W), uma bomba de água de 12 V para a horta e um frigorífico pequeno de 12 V (40 W em funcionamento, cerca de 500 Wh por dia). Não alimenta um jarro elétrico (2.000 W), uma máquina de lavar, um forno nem ar condicionado. Isso exige ligação à rede ou um sistema de 3 a 5 kW com um banco de baterias grande que custa milhares. A verdadeira função de um sistema pequeno é luz, comunicação, água e refrigeração: aquilo que importa quando falta a energia.

💡 Um jarro de 2.000 W durante 3 minutos gasta 100 Wh, o mesmo que um portátil durante duas horas. O calor é o inimigo do solar pequeno.

Onde colocar os painéis

Os painéis devem ficar virados para o equador, portanto a sul em Portugal, inclinados aproximadamente à latitude do local (cerca de 38 graus em Lisboa) para produção ao longo do ano, ou mais inclinados no inverno e mais deitados no verão se os puder ajustar. A sombra mata o sistema: uma sombra sobre 10 por cento de um painel pode cortar a produção para metade, porque as células estão ligadas em série. Observe o sítio ao longo do dia antes de montar seja o que for. Mantenha os painéis frescos com circulação de ar por trás; a produção cai à medida que aquecem. Lave o pó e o pólen algumas vezes por ano com água simples, de manhã cedo, nunca com o vidro quente.

💡 Um painel portátil que consiga levar para o sol vale mais do que um fixo num mau sítio.

Onde acaba o faz-tu-mesmo

Um kit off-grid de 12 V ou 24 V para um barracão, uma carrinha, um barco ou uma bomba de jardim é um projeto razoável para principiantes: baixa tensão, com fusíveis, isolado da casa. Tudo o que ligue à instalação elétrica da casa, injete na rede ou ultrapasse a muito baixa tensão é trabalho licenciado. Em Portugal, um sistema ligado à rede ou de autoconsumo (UPAC) tem de ser registado na DGEG e instalado por um técnico certificado, e o inversor tem de ser aprovado; o mesmo se aplica em toda a UE. Mesmo em off-grid, um arco elétrico DC vindo de um banco de baterias pode provocar um incêndio, por isso coloque um fusível em cada cabo positivo junto à bateria, dimensione bem os cabos e use ligadores próprios, nunca fios torcidos.

💡 Compre um kit completo e compatível para o seu primeiro sistema. É nas peças mal combinadas que os principiantes se magoam.

Testa-te

O que faz um regulador de carga?

O regulador de carga controla a energia que vai dos painéis para a bateria. Um do tipo MPPT também aproveita mais dos painéis do que um PWM básico.

Uma bateria de 12 V e 100 Ah guarda aproximadamente quanta energia?

Ampere-hora vezes volts dá watt-hora: 100 × 12 = 1.200 Wh. Numa bateria LiFePO4 use cerca de 80 por cento disso.

Que aparelho é realista com um painel de 400 W e uma bateria pequena?

Um sistema solar pequeno dá para luzes, carregamentos, um router, uma bomba e um frigorífico pequeno de 12 V. Os aparelhos de aquecimento consomem muito mais do que isso.

Que trabalho tem obrigatoriamente de ser feito por um instalador certificado?

Qualquer ligação à instalação elétrica da casa ou à rede é trabalho licenciado e tem de ser registada junto da autoridade da energia.

Experimenta a sério: Dimensionar um mini sistema

  1. Faça uma lista de cinco aparelhos que quereria ter num corte de energia e procure os watts na etiqueta
  2. Multiplique pelas horas de uso diário para obter watt-hora por dia
  3. Calcule quantos painéis de 400 W e baterias de 100 Ah precisaria para um dia de inverno
  4. Observe o seu sítio exterior mais soalheiro às 9, 12 e 15h e anote qualquer sombra

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Fontes

Escrito e verificado pela equipa Human Skills com base nas fontes abaixo. Como verificamos o conteúdo

  • IEA Photovoltaic Power Systems Programme
  • DGEG (Portugal energy authority) self-consumption rules
  • US Department of Energy solar guidance

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