O seu sistema solar e de armazenamento deve ser acoplado em AC ou em DC?

Uma das primeiras decisões — e das mais importantes — ao adicionar uma bateria a um projeto solar é como essa bateria irá ligar-se ao sistema fotovoltaico.

A isto chama-se arquitetura de acoplamento, que influencia tudo, desde os custos de instalação e a eficiência energética até à expansão futura e ao retorno do investimento (ROI).

A verdadeira questão aqui é muito simples:

Está a adicionar uma bateria a um sistema solar existente, ou está a conceber um novo projeto solar e de armazenamento?

Na maioria dos casos, a resposta a essa questão irá indicar-lhe a arquitetura certa.

Bateria acoplada em DC ou em AC: compreender a diferença

A distinção é na verdade bastante simples:

Num sistema acoplado em DC, a bateria liga-se do lado da corrente contínua (DC), junto ao campo fotovoltaico. A energia solar pode fluir diretamente dos painéis para a bateria antes de ser convertida em corrente alternada (AC) para o edifício ou para a rede.

Num sistema acoplado em AC, o campo fotovoltaico e a bateria têm, cada um, o seu próprio inversor. A energia solar é primeiro convertida em corrente alternada (AC) e, caso a bateria precise de carregar, é reconvertida em corrente contínua (DC) antes do armazenamento.

Embora as células da bateria possam ser idênticas em ambos os sistemas, a energia segue um percurso diferente. Essa diferença afeta a eficiência, a seleção de equipamentos e a estratégia de instalação.

Se já tem energia solar, o acoplamento em AC costuma ser a opção mais lógica

Imagine uma fábrica que instalou um sistema fotovoltaico em cobertura de 1 MW há cinco anos.

A empresa pretende agora reduzir os encargos de potência contratada e aumentar o autoconsumo através do armazenamento em baterias.

Deverá substituir inversores solares perfeitamente funcionais?

Normalmente, a resposta é não.

Um sistema acoplado em AC permite manter a instalação fotovoltaica existente, adicionando apenas um inversor de bateria dedicado ou um sistema de conversão de potência (PCS). Isto reduz ao mínimo os trabalhos de instalação e evita substituir equipamento que ainda tem anos de vida útil pela frente.

Esta abordagem oferece diversas vantagens:

• Custos de retrofit mais baixos
• Instalação mais rápida
• Perturbação mínima da operação
• Integração fácil com o equipamento existente
• Maior flexibilidade para expandir a capacidade da bateria mais tarde

Contudo, existe uma contrapartida.

Como a eletricidade passa por etapas de conversão adicionais, os sistemas acoplados em AC apresentam geralmente perdas de conversão superiores às dos sistemas acoplados em DC. Consoante o equipamento e as condições de funcionamento, estas perdas podem rondar os 10 a 15%, face a cerca de 3 a 6% numa conceção acoplada em DC.

Nos projetos de retrofit, contudo, estas perdas adicionais são frequentemente compensadas pelas poupanças resultantes da reutilização da infraestrutura existente.

Por outras palavras, o acoplamento em AC é frequentemente o compromisso mais acessível. Pode não oferecer a maior eficiência teórica, mas costuma ser a forma mais rápida e rentável de acrescentar armazenamento a um sistema solar existente.

Está a planear um novo projeto solar com armazenamento? Considere o acoplamento em DC

Considere-se agora um promotor que planeia uma nova instalação comercial com energia solar e armazenamento em baterias previstos desde o início.

Uma vez que o sistema ainda não foi construído, os engenheiros podem otimizar todos os componentes em conjunto.

É aqui que o acoplamento em DC apresenta uma vantagem clara.

Uma vez que a energia solar carrega a bateria antes de ser convertida em corrente alternada (AC), o sistema evita uma etapa de conversão adicional. Isto melhora a eficiência global e permite armazenar e utilizar mais tarde uma maior parte da energia solar produzida no local.

Nos novos projetos, os sistemas acoplados em DC também podem reduzir a quantidade de equipamento de conversão de potência necessário, utilizando um inversor híbrido ou um PCS partilhado. Isto resulta frequentemente num design de sistema mais simples e em custos do restante do sistema (BOS) mais baixos.

Em grande escala, o acoplamento em DC oferece outra vantagem importante: o sobredimensionamento do campo fotovoltaico.

Os promotores podem instalar mais capacidade fotovoltaica do que a potência nominal AC do inversor e redirecionar o excedente de energia solar para a bateria, em vez de o perder por corte (clipping) do inversor. Ao longo da vida útil de um projeto, aproveitar esta energia que de outra forma seria desperdiçada pode melhorar significativamente a rentabilidade do projeto.

Embora os sistemas acoplados em DC possam exigir um investimento inicial mais elevado na fase de conceção, oferecem frequentemente o melhor desempenho a longo prazo em novas instalações solares com armazenamento.

Que arquitetura oferece um melhor ROI?

O melhor retorno do investimento depende do próprio projeto.

Se uma empresa já possui um sistema solar em funcionamento, substituir os inversores apenas para ganhar alguns pontos de rendimento raramente faz sentido do ponto de vista financeiro. Nesse caso, o acoplamento em AC costuma oferecer o melhor ROI, pois minimiza os custos de atualização.

Por outro lado, se o projeto for concebido de raiz, investir numa arquitetura acoplada em DC pode melhorar a eficiência, simplificar a instalação e otimizar a produção de energia ao longo da vida útil do sistema.

O custo inicial mais baixo nem sempre gera o maior valor a longo prazo — e a maior eficiência nem sempre justifica a substituição de equipamento existente.

Muitas discussões centram-se apenas no rendimento de conversão. Embora isso seja importante, não deve ser o fator decisivo.

Uma diferença de um ou dois pontos percentuais na conversão de energia raramente compensa os custos de reformular uma instalação existente ou de substituir equipamento em funcionamento.

Em vez disso, os proprietários do projeto devem considerar o panorama completo:

• Custos de instalação
• Infraestrutura existente
• Objetivos operacionais
• Planos de expansão futuros
• Estratégia de manutenção
• Ciclagem esperada da bateria

Em muitos casos, a arquitetura que simplifica a instalação também proporciona o maior valor a longo prazo.

Comparação entre sistemas acoplados em AC e em DC

A tabela evidencia um aspeto importante: a escolha da arquitetura certa depende do projeto, e não de uma única especificação técnica.

Que aplicações se adequam melhor?

Sistemas acoplados em AC

O acoplamento em AC é frequentemente a opção preferida para:

• Projetos de retrofit comerciais e industriais
• Sistemas fotovoltaicos em cobertura existentes
• Escolas e universidades
• Hospitais
• Instalações fabris
• Empresas que planeiam expandir a capacidade da bateria ao longo do tempo

Uma vez que a bateria funciona de forma independente do inversor solar, as atualizações são geralmente mais simples à medida que as necessidades energéticas aumentam.

Sistemas acoplados em DC

O acoplamento em DC é normalmente escolhido para:

• Novos empreendimentos comerciais
• Parques solares de grande escala
• Projetos greenfield
• Locais concebidos com armazenamento em baterias desde o início
• Projetos focados em maximizar o autoconsumo solar

Quando o sistema fotovoltaico e a bateria são concebidos em conjunto, o acoplamento em DC pode criar uma solução simplificada e eficiente.

Olhar para além do projeto atual

Muitas empresas começam com um sistema modesto e vão-no expandindo à medida que a procura de eletricidade aumenta ou as tarifas mudam.

É por isso que a flexibilidade merece tanta atenção quanto a eficiência.

Por exemplo, um fabricante que instale hoje 500 kWh de armazenamento pode decidir duplicar a capacidade dentro de três anos, após acrescentar uma segunda linha de produção. Uma arquitetura que permita uma expansão simples pode reduzir o trabalho de engenharia e os custos de instalação futuros.

Pensar para além da primeira fase leva frequentemente a melhores decisões a longo prazo.

Pode conhecer aqui a série EGE GAIA BESS. A Eco Green Energy oferece uma vasta gama de sistemas de armazenamento em baterias, bem como serviços de engenharia, comissionamento, dimensionamento e apoio para o sucesso dos seus projetos solares e de armazenamento.

A melhor escolha é a que corresponde aos seus objetivos

No final, a bateria é apenas uma parte do sistema. A arquitetura que a rodeia determina a eficiência com que todo o projeto funciona hoje, bem como a facilidade com que se poderá adaptar às necessidades energéticas de amanhã.

Escolher o acoplamento certo tem tudo a ver com selecionar a conceção que oferece o melhor desempenho, flexibilidade e valor para a aplicação específica.

Se tiver interesse em ler mais artigos como este, sinta-se à vontade para consultar a nossa página EGE Academy para conteúdos informativos.

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