O correto dimensionamento de BESS (Battery Energy Storage System) é fundamental para garantir a eficiência, segurança e longevidade de sistemas de armazenamento com baterias solares. Projetar um sistema que atenda às demandas energéticas sem falhas envolve analisar vários fatores técnicos, desde o perfil das cargas até a degradação natural dos equipamentos ao longo do tempo.
Energia armazenada: o ponto de partida do dimensionamento
Antes de dimensionar qualquer sistema de armazenamento, é crucial definir a quantidade de energia que será armazenada e utilizada. Essa necessidade varia conforme o tipo de aplicação: sistemas off-grid, com zero injeção ou para redução de demanda têm demandas diferentes.
Para isso, calcule a energia com base no levantamento das cargas elétricas da instalação — considerando potência (W), tempo de uso (horas) e os horários de operação. Organizar esses dados em uma tabela permite determinar a energia total consumida em Wh ou kWh, que servirá para definir o tamanho ideal do banco de baterias solares.
Potência do inversor para cargas e picos momentâneos
A potência nominal do inversor deve ser dimensionada para suportar a soma das cargas operando simultaneamente, com atenção especial para cargas indutivas como motores, que demandam corrente elevada no arranque.
Verifique sempre a corrente de pico suportada pelo inversor para evitar sobrecargas e garantir o funcionamento estável do sistema.
Dias de autonomia e fontes de carregamento
O número de dias de autonomia estipula por quanto tempo o sistema deve operar sem recarga, influenciando diretamente o dimensionamento do banco de baterias. Em sistemas alimentados pela rede elétrica, utilize históricos de queda de energia; para sistemas fotovoltaicos, leve em conta períodos de baixa irradiação solar, como dias chuvosos.
Sistemas híbridos que combinam diversas fontes aumentam a confiabilidade do carregamento e estabilidade do BESS.
Profundidade de descarga (DoD): preservando a vida útil das baterias solares
O parâmetro DoD é determinante para evitar danos acelerados nas baterias. Baterias LFP, por exemplo, geralmente possuem um DoD de até 90%, enquanto outras tecnologias, como chumbo-ácido, possuem limites inferiores. Respeitar o DoD ajuda a manter a capacidade e a garantia do fabricante.
Eficiência de carga e Round Trip Efficiency (RTE)
Nenhum sistema é totalmente eficiente; perdas acontecem durante a conversão de energia e operação dos sistemas auxiliares, como resfriamento e monitoramento.
O RTE indica a eficiência do ciclo completo de carga e descarga do sistema. Por exemplo, um RTE de 90% significa que 90% da energia carregada é efetivamente entregue para uso.
Estado de saúde (SoH) dos bancos de baterias
O SoH mede o quanto a capacidade da bateria diminuiu com o uso e o envelhecimento. Projetar o sistema considerando o SoH garante que ele atenderá às demandas durante toda a vida útil esperada, seja no Begin of Life (BOL) ou no End of Life (EOL).
A prática de augmentation, ou ampliação do sistema com novos módulos, é especialmente comum em projetos solares de grande porte para compensar a perda gradual de capacidade.
Tensão e capacidade do banco de baterias
O banco deve ser configurado para coincidir com as especificações de tensão de entrada do inversor, conectando os módulos em série para alcançar essa tensão.
A capacidade total do banco é calculada considerando energia armazenada, autonomia, DoD, RTE e SoH, garantindo um dimensionamento otimizado que minimiza perdas e maximiza a vida útil.
Importância do C-rate no dimensionamento do BESS
O C-rate indica a taxa de carga e descarga permitida para a bateria, fundamental para evitar estresse químico e danos mecânicos. Aplicações que exigem resposta rápida, como peak shaving, demandam atenção especial ao C-rate para garantir que o sistema atenda às demandas de potência instantâneas sem comprometer a durabilidade.
Dimensionar corretamente um sistema de armazenamento com baterias solares envolve análise detalhada e integração de múltiplos parâmetros técnicos. O conhecimento aprofundado desses fatores resulta em soluções energéticas mais confiáveis, duradouras e economicamente vantajosas, essenciais para o sucesso de projetos em energias renováveis.
