Energia alternativa Tutoriais
Conectando baterias para mais armazenamento de bateria
A maioria dos sistemas alternativos de geração de energia se enquadram em duas categorias principais, a “sistema conectado à rede” e um “sistema fora da rede”. Os sistemas conectados à rede recebem esse nome porque se conectam diretamente à rede elétrica e, se o dispositivo de geração elétrica, painéis solares, turbinas eólicas, gerador hidráulico, etc., estiver produzindo mais eletricidade do que o necessário, o excesso será alimentado na rede.
Mas sistemas conectados à rede com backup de bateria (sistemas híbridos) também são possíveis. Os sistemas conectados à rede com base em bateria requerem um tipo diferente de inversor e um controlador de carga para monitorar o fluxo de eletricidade que entra e sai do banco de baterias.
Sistemas autônomos ou fora da rede usam baterias para armazenar sua eletricidade energia. Os sistemas fora da rede são ideais para áreas rurais remotas e aplicações onde a conexão com uma rede elétrica é impraticável ou indisponível. Nesses casos, é mais econômico instalar um único sistema autônomo fora da rede do que pagar os custos de ter a companhia de eletricidade local estendendo suas linhas de energia e cabos diretamente para a casa.
Todos os sistemas de energia alternativos autônomos e de backup por bateria, sejam eles eólicos, solares ou hídricos, exigem alguma forma de armazenamento de bateria, por isso é importante que a conexão das baterias seja feita corretamente. Um gerador elétrico carrega as baterias, geralmente durante o dia para energia solar e as baterias fornecem a energia quando necessário, muitas vezes à noite e durante o tempo nublado, portanto, conectar as baterias para armazenar esta energia solar gratuita é uma parte importante de qualquer desligamento sistema de grade renovável.
Os dois tipos mais comuns de baterias recarregáveis em uso hoje são chumbo-ácido e alcalinas. As baterias de chumbo-ácido possuem placas feitas de chumbo, misturadas com outros materiais e submersas em uma solução eletrolítica de ácido sulfúrico. A bateria de chumbo-ácido é parte integrante de qualquer sistema elétrico de energia alternativa fora da rede e a tecnologia fundamental de chumbo-ácido não mudou desde sua invenção.
As baterias de chumbo-ácido são as mais comuns no carregamento de energia renovável sistemas porque seu custo inicial é menor e porque estão prontamente disponíveis em quase todos os lugares do mundo. As baterias de ácido de chumbo de ciclo profundo são chamadas de bateria secundária, pois podem ser recarregadas aplicando-se corrente. Uma bateria primária não é recarregável. Todas as baterias de ciclo profundo são, portanto, baterias secundárias.
As baterias de ciclo profundo são uma forma de bateria de chumbo-ácido especialmente projetada para fornecer uma corrente constante por um longo período de tempo. Existem muitos tamanhos e designs diferentes de baterias de chumbo-ácido de ciclo profundo disponíveis, todas projetadas para serem descarregadas repetidamente em até 80% de sua capacidade, portanto, são uma boa escolha para sistemas fora da rede. Embora sejam projetadas para resistir a ciclos profundos, essas baterias terão uma vida mais longa se os ciclos forem mais rasos.
Conectando baterias de ciclo profundo
As baterias geralmente são conectadas ou conectadas para produzir uma tensão específica e capacidade de armazenamento de amp-hora. As baterias de pequenos sistemas de energia renovável, por exemplo, aquelas usadas para alimentar cabines, trailers e barcos, etc., são normalmente instaladas para produzir eletricidade de 12 volts. Os sistemas fora da rede usados para fornecer energia a residências e empresas, etc, são normalmente conectados para produzir eletricidade de 24 ou 48 volts DC. Essa eletricidade CC de baixa tensão também pode ser convertida em eletricidade CA da rede elétrica por um inversor que aumenta a tensão para 120 volts ou 240 volts, comumente usado para alimentar dispositivos elétricos maiores.
Quando mais de uma bateria de ciclo profundo é conectada, o banco de bateria resultante terá uma tensão diferente ou uma capacidade de amp-hora diferente (ou ambos) quando comparado a uma única bateria. As baterias podem ser cabeadas ou conectadas juntas em combinações em série ou em paralelo, ou ambos para aumentar a tensão ou a capacidade de corrente do banco de baterias. Em seguida, conectar as baterias permite mais armazenamento da bateria.
Baterias conectadas em série
Um banco de baterias é construído conectando duas ou mais baterias de ciclo profundo. Os bancos de baterias feitos de baterias conectadas em série têm a mesma capacidade de corrente das baterias individuais, mas a tensão é multiplicada pelo número de baterias na sequência em série.
Em um banco de baterias conectado em série, o terminal positivo de uma bateria é conectado ao terminal negativo da próxima e assim por diante. Conectar baterias em uma combinação em série significa uma tensão mais alta para a mesma corrente.
Baterias conectadas em paralelo
Bancos de baterias feitos de baterias de ciclo profundo conectadas em paralelo têm os mesmos tensão como as baterias individuais, mas a capacidade atual é multiplicada pelo número de baterias. Em um banco de baterias conectado em paralelo, o terminal positivo de uma bateria é conectado ao terminal positivo da próxima, com o terminal negativo conectado ao terminal negativo. Conectar baterias em paralelo significa uma corrente mais alta para a mesma tensão terminal.
Combinações em série e paralela de baterias em um banco de baterias aumentam a tensão com base no número de baterias nas sequências em série e na capacidade atual com base no número de strings em série conectadas em paralelo. Conectar baterias em combinações em série e paralela permite mais armazenamento de bateria em uma voltagem mais alta.
Vamos ver algumas das maneiras de conectar baterias para produzir tensões e configurações de corrente mais altas.
Conectando baterias para fiação de 12 volts
Todas as combinações de bateria em série e paralela as conexões produzirão um conjunto de 12 volts.
Conectando baterias para fiação de 24 volts
Todas as combinações de conexões de bateria em série e paralela produzirão uma gama de 24 volts.
Conexão das baterias para fiação de 48 volts
Finalmente, essas combinações de conexões de bateria em série e paralela produzirão uma série de 48 volts.
Em stand off-grid- sozinhos sistemas alternativos de energia, a energia elétrica produzida pelos gêneros dispositivo ting nem sempre pode ser usado quando é produzido. Como a demanda por energia nem sempre coincide com sua produção, as baterias de armazenamento elétrico são comumente usadas em muitos sistemas fora da rede e ligados à rede.
A seleção de voltagem do banco de baterias, 12, 24 ou 48 volts frequentemente depende dos requisitos de tensão de carga do sistema, a capacidade de armazenamento necessária e o tipo de baterias disponíveis. Para cargas maiores, às vezes é melhor conectar baterias de ciclo profundo juntas para produzir tensões mais altas a fim de reduzir as correntes do sistema.
Por exemplo, uma carga CC de 240 watts operando com uma bateria de 12 volts consome cerca de 20 amperes , onde uma carga DC de 240 watts operando com uma bateria de 48 volts consome apenas 5 amperes, um quarto da corrente. Essa corrente mais baixa do sistema tem muitas vantagens, pois reduz o tamanho do cabeamento, das chaves de isolamento e dos fusíveis usados, economizando dinheiro.
Um último ponto de segurança sobre a conexão de baterias de chumbo-ácido. As baterias de ciclo profundo de chumbo-ácido são a parte mais perigosa de qualquer sistema de energia solar ou eólica. Luvas, proteção para os olhos, como óculos e máscaras, bem como roupas velhas, devem ser usados ao manusear baterias de chumbo-ácido e eletrólito como “ácido de bateria”, tanto queima quanto irrita a pele e os olhos.
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