Sistema solar fora da rede

Adotar energia solar não significa que tem de gastar milhares de euros. Se quiser instalar uma unidade simples e pequena fora da rede, pode fazê-lo você mesmo com uma pequena ajuda da Eternum Ebrietas em matemática e alguns conhecimentos elétricos.

Equipamentos e ferramentas necessárias para um sistema solar

Antes de falarmos sobre a instalação, aqui está uma lista de equipamentos e ferramentas de que vai precisar:

• Painéis solares: O primeiro e óbvio item de que necessita são os painéis solares. Os painéis são a parte produtora de energia do sistema.
• Inversor: Um inversor converte a corrente contínua (CC) dos painéis em corrente alternada (CA) utilizável. A maioria dos aparelhos modernos funciona com energia CA, a menos que opte por utilizar um conjunto de aparelhos CC para o seu sistema.
• Bateria: Uma bateria armazena o excesso de energia durante o dia e fornece-a durante a noite — uma tarefa importante, uma vez que os painéis solares deixam de funcionar após o pôr-do-sol.
• Controlador de carga: Um controlador de carga melhora a eficiência e a segurança do carregamento da bateria.
• Cablagem: É necessário um conjunto de fios para ligar todos os componentes do sistema.
• Racks de montagem: embora opcionais, os racks de montagem são úteis para posicionar os painéis solares num ângulo ideal para a produção de energia.
• Itens diversos: Para além dos itens essenciais listados acima, poderá necessitar dos seguintes componentes para completar o sistema:
  Fusíveis/disjuntores
  Conectores (note que muitos componentes modernos vêm com conectores integrados)
  Abraçadeiras
  Dispositivo de medição (opcional)
  Terminais
• Ferramentas: também precisará de algumas ferramentas fáceis de utilizar para instalar o sistema.
  Descascador de fios
  Ferramenta de cravação
  Alicate
  Chave de fendas
  Chaves

Como projetar um sistema de energia solar

Conceber um sistema de energia solar significa determinar o tamanho do sistema de que necessita. Este tamanho depende principalmente da necessidade total de eletricidade de todos os aparelhos que o sistema irá alimentar.

Para tal, liste todos os seus aparelhos e o seu consumo de energia (por hora) e por dia. A potência nominal de cada aparelho é dada em watts (W) e está normalmente indicada no aparelho. Também pode utilizar ferramentas online para descobrir o consumo de energia dos seus aparelhos.

Calcule o consumo de energia multiplicando o consumo de energia pelas horas de utilização. Depois de saber a potência nominal de todos os aparelhos que planeia utilizar energia solar, faça uma tabela com os valores de potência e energia.

Aqui está uma tabela de exemplo. Note que os valores na última coluna são produtos das duas colunas anteriores (watts e horas).

A tabela acima indica que, em qualquer altura do dia, o consumo máximo de energia dos painéis solares é de 470 W, e que a energia total consumida num ciclo de 24 horas é de 2.740 Wh, ou 2,74 quilowatts-hora (kWh). Vamos ver como utilizar estes números para calcular o tamanho dos painéis solares, inversor e bateria. Começamos pela bateria.

Dimensionamento dos painéis solares

Para dimensionar os seus painéis solares, comece por descobrir a média de horas de luz solar na sua localidade. Pode encontrar as horas diárias de luz solar para qualquer local numa das muitas fontes na internet. Depois de obter este número, abaixo está o cálculo simples para descobrir o tamanho do painel solar.

Energia total necessária (Wh) ÷ horas diárias de luz solar (h) = tamanho do painel solar (W)

Assumindo que o local do exemplo acima recebe cerca de 4,5 horas de luz solar diariamente, temos:

2.740 Wh ÷ 4,5 h = painéis de 608 W

Mais uma vez, com alguma margem de segurança, podemos utilizar dois painéis solares de 350 watts. Estes dois painéis serão ligados em série, conforme mostrado abaixo.

Dimensionamento da bateria e do controlador de carga

A maioria das empresas oferece agora baterias especificadas em Wh ou kWh. Para o perfil de carga do nosso exemplo acima, a bateria deve ser capaz de armazenar um mínimo de 2,74 kWh. Acrescente-se alguma margem de segurança a isto e podemos usar uma bateria fiável de 3 kWh.

A seleção de um controlador de carga é semelhante. Procure um controlador de carga com uma classificação de tensão que corresponda à tensão do painel e da bateria (por exemplo, 12 V). Verifique as especificações do controlador para garantir que a sua capacidade de corrente é superior à corrente nominal dos painéis solares (por exemplo, utilize um controlador de 20 A para painéis solares de 11 A).

Escolhendo o inversor

A escolha do seu inversor depende das classificações da sua bateria e do painel solar. Escolha um inversor com uma potência nominal ligeiramente superior à dos seus painéis. No exemplo acima, temos painéis de 750 W e podemos utilizar um inversor de 1.000 W.

Em seguida, certifique-se de que a tensão de entrada do inversor fotovoltaico corresponde à tensão do painel solar (por exemplo, 36 V) e que a tensão de entrada da bateria corresponde à classificação de tensão da sua bateria (por exemplo, 12 V).

Pode comprar um inversor com portas integradas e ligar os seus aparelhos diretamente a este para facilitar a utilização.

Escolher os tamanhos corretos de cabos

Para sistemas pequenos como o que estamos a projetar, o tamanho do cabo não é uma grande preocupação. Pode optar por utilizar um cabo geral de 4 mm para todas as suas ligações.

Para sistemas maiores, os tamanhos de cabo corretos são essenciais para garantir um desempenho seguro e ideal. Nesse caso, certifique-se de que utiliza um guia de tamanhos de cabos online.

Instalando o sistema

Neste ponto, terá todo o equipamento do tamanho correto. Isto levá-lo-á à etapa final: a instalação. Instalar um sistema de energia solar não é complicado. A maioria dos equipamentos modernos vem com portas e conectores prontos a usar, o que facilita a ligação dos componentes.

Ao ligar os componentes, siga o esquema de cablagem mostrado abaixo. Isto garantirá que a energia flui na sequência e direção corretas.

Considerações Finais

Em alternativa, também pode escolher um sistema solar portátil, que utiliza um dispositivo que combina a bateria, o inversor e outros componentes eletrónicos numa única unidade. Tudo o que tem de fazer é ligar os seus painéis solares nele. Esta opção é um pouco mais cara, mas é também a mais simples.