Acoplamento DC vs Acoplamento AC: Como escolher a configuração correta de armazenamento de baterias solares

Ao olhar para os painéis solares no seu telhado que geram eletricidade durante o dia, pode dar por si a pagar contas de eletricidade elevadas à noite ou a não ter energia de reserva fiável durante as falhas de energia. Em algum momento, pode ter considerado adicionar armazenamento de energia ao seu sistema solar existente - permitindo-lhe utilizar a sua própria energia solar após o pôr do sol e obter maior segurança energética durante os cortes de energia.

Atualmente, as duas abordagens mais comuns para o armazenamento de energia solar residencial são o acoplamento DC e o acoplamento AC. No entanto, muitos proprietários têm dificuldade em determinar qual a arquitetura que melhor se adequa ao seu sistema solar existente e aos seus objectivos energéticos a longo prazo.

Este artigo explora as definições, as principais diferenças, os cenários de aplicação, as considerações sobre a tomada de decisões e as tendências de mercado subjacentes a ambas as arquitecturas, ajudando-o a compreender melhor qual a configuração de armazenamento de energia mais adequada para o seu sistema solar.

O que é o acoplamento DC?

Em poucas palavras, o acoplamento DC é uma solução de atualização do sistema.

Se compararmos um sistema de energia solar com o sistema circulatório humano, os painéis solares funcionam como os pulmões, absorvendo a luz solar e gerando eletricidade DC através do efeito fotovoltaico, tal como os pulmões trocam oxigénio e produzem sangue rico em energia.

O inversor fotovoltaico funciona como o “coração” do sistema. Converte a eletricidade DC gerada pelos painéis solares - semelhante ao sangue pobre em oxigénio que necessita de circulação - em eletricidade AC que pode ser utilizada pela casa e pela rede, sustentando todo o fluxo de energia do sistema.

Uma solução acoplada a CC pode ser vista como uma “cirurgia de substituição do coração” para o sistema, substituindo o inversor fotovoltaico existente por um inversor híbrido que permite que a geração solar e o armazenamento da bateria trabalhem em conjunto diretamente no lado CC.

O inversor híbrido desempenha principalmente duas funções:

• O inversor híbrido desempenha principalmente duas funções:
• Processamento da entrada DC dos painéis solares

Num sistema acoplado a CC, a energia solar e a energia da bateria são combinadas diretamente no lado CC antes de serem convertidas em eletricidade CA para utilização doméstica. Como o caminho de conversão de energia é mais curto, a eficiência do sistema pode atingir até 98%, tornando o acoplamento CC ideal para os utilizadores que procuram a máxima eficiência.

GODE's Inversor híbrido da série THON converte a energia solar em energia CA durante o dia para alimentar as cargas domésticas enquanto carrega o sistema de baterias. À noite, a bateria alimenta a casa de forma autónoma. Com uma eficiência do sistema até 98,6% e suporte para até 6 unidades em paralelo, é adequado tanto para actualizações do sistema como para novos projectos solares residenciais

O que é o acoplamento AC?

Simplificando, o acoplamento CA mantém o equipamento fotovoltaico existente e acrescenta um inversor de bateria, tal como a introdução de um
“sistema de circulação de apoio” ao lado do sistema energético original.

Num sistema acoplado a CA, o inversor FV original, o “coração” existente do sistema - continua a funcionar normalmente, convertendo a energia solar CC em eletricidade CA para uso doméstico. A energia excedente pode ser exportada para a rede ou convertida de novo em eletricidade CC através do inversor de bateria recentemente adicionado e armazenada no sistema de baterias.

À noite ou durante falhas na rede, a eletricidade CC armazenada na bateria é convertida novamente em energia CA através do inversor da bateria e fornecida às cargas domésticas.

Como resultado, o fluxo de energia num sistema acoplado a corrente alternada segue tipicamente este caminho: DC → AC → DC → AC.

Devido ao processo de conversão adicional, o percurso da energia é mais longo e a eficiência global do sistema é normalmente de cerca de 92%
-95%. No entanto, o acoplamento CA oferece vantagens significativas, incluindo a maximização da utilização do sistema solar existente, a redução dos custos de adaptação e a simplificação da instalação.

Acoplamento DC vs Acoplamento AC

Ao escolher entre o acoplamento CC e o acoplamento CA, as diferenças vão para além dos caminhos de conversão de energia. Envolvem também o custo de adaptação, a complexidade da instalação, os requisitos de espaço e a escalabilidade futura. A comparação que se segue ajuda a ilustrar qual a solução mais adequada para diferentes cenários de aplicação.

Fator-chave	Acoplamento DC	Acoplamento AC
Modificação do núcleo	Substituir o inversor fotovoltaico existente por um inversor híbrido	Manter o inversor fotovoltaico existente e adicionar um inversor de bateria
Eficiência do sistema	Superior (aprox. 96%-98%), com um percurso de conversão de energia mais curto	Moderado (aprox. 92%-95%), com perdas de conversão adicionais
Investimento inicial	Mais alto, requer um novo inversor híbrido	Relativamente mais baixo, apenas é necessário equipamento adicional de armazenamento de energia
Complexidade da instalação	Mais complexo, requer uma nova cablagem e a reconfiguração do sistema	Mais simples, normalmente ligados em paralelo no quadro de distribuição
Requisitos de espaço	Sistema altamente integrado com espaço mínimo requisitos	Requer espaço adicional para instalar um inversor de bateria
Impacto no sistema existente	Significativo, requer tempo de inatividade do sistema durante a atualização	Mínimo, com pouca ou nenhuma perturbação do sistema existente
Recomendado para	Inversor envelhecido ou ineficiente; Novas instalações fotovoltaicas; Procura de elevada eficiência; Planos de expansão futuros	Sistema fotovoltaico existente em bom estado; Orçamento limitado; Investimento faseado; Capacidade fotovoltaica atual suficiente

Como escolher entre acoplamento CC e acoplamento CA

1. Avaliar o tempo de vida do seu sistema atual

Se o seu inversor fotovoltaico existente estiver a aproximar-se do fim da sua vida útil, por exemplo, com mais de 10 anos - uma atualização com acoplamento CC pode ser a melhor escolha. A substituição direta do inversor permite uma atualização completa do sistema, melhorando a eficiência e o valor económico a longo prazo.

Se o seu inversor fotovoltaico atual for relativamente novo - normalmente com cinco anos ou menos, o acoplamento CA é muitas vezes a opção mais prática, permitindo-lhe maximizar o valor do seu equipamento existente enquanto minimiza o investimento inicial.

2. Defina as suas principais prioridades

Eficiência ou controlo de custos?

Se a sua prioridade for a eficiência máxima e a capacidade de expansão futura, o acoplamento CC é geralmente a melhor escolha.

Se preferir uma entrada de baixo custo no armazenamento de energia, o acoplamento CA é normalmente mais adequado.

A resposta rápida da cópia de segurança é importante?

Se as falhas de energia forem frequentes e for importante uma resposta rápida de reserva, o acoplamento CC pode oferecer maiores vantagens.

Se as interrupções forem pouco frequentes e o sistema for utilizado principalmente para autoconsumo diário, ambas as arquitecturas podem ser adequadas.

Estão planeadas futuras expansões?

Se planeia adicionar mais painéis solares no futuro, o acoplamento CC oferece uma melhor escalabilidade a longo prazo.

Se a sua capacidade solar atual já satisfaz as suas necessidades, o acoplamento CA pode ser a solução suplementar mais prática.

3. Considerar as condições reais da instalação

Se o espaço de instalação for limitado, o acoplamento CC requer geralmente menos espaço devido ao seu nível mais elevado de integração do sistema.

O acoplamento CA, por outro lado, requer espaço adicional para o inversor de bateria.

Além disso, se a disposição da cablagem existente estiver desorganizada, uma atualização com acoplamento CC oferece uma oportunidade para redesenhar e otimizar a disposição do sistema. Se a compatibilidade entre diferentes marcas de componentes for importante, o acoplamento CA geralmente oferece maior flexibilidade.

Para onde se dirige o mercado

Atualmente, o acoplamento AC continua a dominar o mercado de reequipamento de sistemas solares existentes. A sua principal vantagem reside no facto de preservar o investimento fotovoltaico original do proprietário ao manter o sistema existente, evitando redesenhos em grande escala, substituição do inversor e religação. Isto resulta em reduzir os obstáculos à reabilitação e custos mais controláveis.

No entanto, as tendências do mercado estão a evoluir à medida que a tecnologia avança e as estruturas de custos dos sistemas mudam:

• Os preços dos inversores híbridos continuam a diminuir, reduzindo a diferença de custos entre os sistemas híbridos integrados e as combinações tradicionais “inversor fotovoltaico + inversor de bateria”.
• Os inversores fotovoltaicos da primeira geração estão gradualmente a atingir a idade de substituição, criando oportunidades naturais de atualização para os sistemas acoplados a corrente contínua.
• As plataformas de baterias de alta tensão estão a tornar-se cada vez mais comuns e alinham-se naturalmente com arquitecturas de alta tensão com acoplamento CC, aumentando ainda mais as vantagens da eficiência.

Mais sistemas residenciais de energia solar e armazenamento recém-construídos estão a mudar para arquitecturas integradas, criando novas oportunidades de crescimento para soluções acopladas de corrente contínua.

Quer opte pelo acoplamento CC ou pelo acoplamento CA, a chave é selecionar a arquitetura que melhor se adapta ao seu sistema existente, às necessidades de utilização de energia, ao planeamento orçamental e aos objectivos de expansão futura.

O armazenamento de energia não é uma compra por impulso, é um investimento a longo prazo que exige um planeamento e uma ponderação cuidadosos.