Introdução

As baterias armazenam energia elétrica na forma química e podem liberá-la como corrente elétrica quando necessário. Elas são amplamente utilizadas para alimentar diversos dispositivos, como telefones móveis, laptops, arranque de carros e mais. Nos sistemas de energia solar, as baterias desempenham um papel crucial no armazenamento e distribuição de energia.

As baterias elétricas utilizam reações químicas para armazenar e liberar energia. Elas consistem em dois ou mais eletrodos separados por um eletrólito. Durante a descarga, ocorrem reações químicas nos eletrodos e no eletrólito, convertendo a energia química em energia elétrica.

Um dos exemplos mais comuns de uma bateria elétrica é a bateria automotiva (chumbo-ácido inundado).

Baterias com Diferentes Tensões

As baterias estão disponíveis em várias faixas de tensão, dependendo de sua construção e aplicação. Os principais tipos de baterias com tensões variáveis incluem:

a) Baterias de baixa tensão: São baterias com uma tensão de até 12 volts. Elas são amplamente utilizadas em dispositivos como baterias de carros (12V), baterias de motocicletas (6V ou 12V) e baterias para eletrônicos portáteis (3,7V ou 7,4V).

b) Baterias de média tensão: Essas possuem tensões que variam de 12 volts a várias centenas de volts. Elas são usadas em sistemas de energia solar, veículos elétricos, scooters elétricas e outros sistemas de armazenamento de energia. Exemplos incluem baterias de lítio-íon com tensões de 48V, 72V, 96V e mais.

c) Baterias de alta tensão: Essas variam de várias centenas de volts a vários quilovolts e são usadas em sistemas de armazenamento de energia em grande escala, como usinas de energia, redes elétricas e aplicações industriais. Por exemplo, baterias de lítio com tensões de 400V, 800V e superiores são comumente utilizadas.

Importante: Estações de energia solar normalmente utilizam baterias de média tensão, como 12/24/48V, e baterias de alta tensão com vários valores de tensão.

Tipos Modernos de Baterias: Chumbo-Ácido, AGM, GEL, Carbono, LiFePo4

Existem muitos tipos de baterias, com novas sendo constantemente desenvolvidas. Nesta seção, focaremos nos tipos mais conhecidos usados em sistemas de energia solar:

1. Bateria de Chumbo-Ácido Inundada

Imagem de uma bateria de chumbo-ácido inundada, usada para fornecer um pico de energia para iniciar veículos ou sistemas de energia, mostrando seu design típico e terminais

A bateria de chumbo-ácido com eletrólito inundado, mais conhecida como bateria de partida de carro, é econômica, mas não é adequada para estações de energia solar devido ao seu design para curtos picos de energia (como a partida de um carro). O uso de baterias automotivas em sistemas solares pode levar à degradação rápida devido à demanda contínua de alta potência.

2. Bateria AGM (Absorbent Glass Mat)

Imagem de uma bateria AGM (Absorbent Glass Mat), mostrando seu design selado usado para aplicações de ciclo profundo e energia de backup com operação sem manutenção

Desenvolvida na década de 1970, a bateria AGM representa a próxima etapa na evolução das baterias de chumbo-ácido. Essas baterias seladas e sem manutenção, onde o eletrólito é absorvido em uma manta de vidro, podem ser usadas em sistemas solares com uma taxa de descarga de 20-25% de sua capacidade. Por exemplo, uma bateria AGM de 100Ah pode suportar uma carga de 230V de até 240-310W.

3. Bateria GEL

Imagem de uma bateria GEL, com seu design selado e à prova de derramamento usado para aplicações de ciclo profundo e energia de backup confiável

As baterias GEL foram desenvolvidas na década de 1930 e utilizam um eletrólito em forma de gel. Essas baterias são mais seguras, pois o gel impede derramamentos e vazamentos, mesmo quando a bateria é inclinada ou danificada. As baterias GEL também possuem uma longa vida útil, suportando até 800 ciclos com profundidade de descarga de 100%. Elas são adequadas para sistemas solares, mas possuem um preço mais alto.

4. Bateria de Carbono

Imagem de uma bateria de carbono, destacando seu design usado para armazenamento de energia de ciclo profundo com desempenho melhorado e maior vida útil em comparação com baterias de chumbo-ácido tradicionais

As baterias de carbono ou baseadas em grafeno são uma melhoria das tecnologias AGM e GEL. Essas baterias seladas e sem manutenção oferecem até 2000 ciclos com profundidade de descarga de 100%, tornando-as uma escolha sólida para sistemas solares. No entanto, elas também tendem a ser mais caras.

5. Bateria LiFePO4 (Fosfato de Ferro de Lítio)

Imagem de uma bateria LiFePO4 (Fosfato de Ferro de Lítio), conhecida por seu design leve, longa vida útil e segurança em aplicações de alta potência

As baterias LiFePO4 foram desenvolvidas em 1996 e são conhecidas por sua alta segurança, estabilidade e longa vida útil, tornando-as ideais para sistemas modernos de energia solar. Com uma vida útil de mais de 9000 ciclos, as baterias LiFePO4 são uma escolha preferida em veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia em grande escala. Elas fornecem uma saída de tensão consistente, simplificando o design do sistema para estações solares.

Explore mais sobre as vantagens da Bateria LiFePO4, confira os artigos:

Conclusão

Escolher a bateria certa para seu sistema de energia solar depende das suas necessidades e orçamento. Embora as baterias de chumbo-ácido possam parecer econômicas, elas não são adequadas para necessidades de fornecimento contínuo de energia. As baterias AGM, GEL, carbono e LiFePO4 oferecem melhor desempenho e são opções melhores para instalações solares. Cada tipo tem vantagens únicas em termos de longevidade, manutenção e saída de energia, permitindo que você encontre a melhor opção para seu sistema.