Esquema de conexão de painéis solares: ao controlador, à bateria e aos sistemas atendidos

Os sistemas autônomos de fornecimento de eletricidade para propriedades rurais permitem viver com conforto mesmo longe das redes centralizadas. Frequentemente, juntamente com os esquemas tradicionais, são utilizados sistemas alternativos baseados na energia solar.

Para que o sistema solar funcione corretamente, é necessário um diagrama de conexão dos painéis solares bem elaborado. Será necessário um conjunto de equipamentos de qualidade, capazes de cumprir as tarefas atribuídas.

Explicaremos como planejar adequadamente a disposição dos componentes da miniestação de energia. Você aprenderá a escolher os dispositivos técnicos para a montagem do sistema e como conectá-los corretamente. Com as nossas dicas, você conseguirá construir uma instalação eficiente.

Diagrama do sistema de energia solar

Vamos analisar como é estruturado e funciona o sistema solar para uma casa de campo. Sua principal finalidade é converter a energia solar em eletricidade de 220 V, que é a principal fonte de alimentação para os aparelhos eletrodomésticos.

Principais componentes de uma central solar:

1. Painéis (baterias), que convertem a radiação solar em corrente contínua.
2. Controlador, que regula a carga da bateria.
3. Bloco de baterias.
4. Inversor, que converte a tensão da bateria em 220 V.

O design dos painéis é concebido de forma a permitir o funcionamento do equipamento em diversas condições climáticas, com temperaturas de -35 ºC a +80 ºC.

Assim, os painéis solares instalados corretamente funcionarão com a mesma produtividade tanto no inverno quanto no verão, mas com uma condição – em tempo claro, quando o sol fornece a quantidade máxima de calor. Em dias nublados, a eficiência cai drasticamente.

A eficiência da central solar em latitudes médias é alta, mas não o suficiente para fornecer eletricidade integralmente a grandes residências. Geralmente, o sistema solar é considerado uma fonte de energia complementar ou de reserva.

O peso de um painel de 300 W é de 20 kg. Na maioria das vezes, os painéis são montados no telhado, fachada ou em suportes especiais instalados ao lado da casa. Condições necessárias: orientação da superfície voltada para o sol e inclinação ideal (em média 45° em relação ao solo), garantindo a incidência perpendicular dos raios solares.

Sempre que possível, instala-se um rastreador que monitora o movimento do sol e ajusta a posição dos painéis.

A superfície superior dos painéis é protegida por vidro temperado resistente a impactos, que suporta facilmente granizo ou pesadas acumulações de neve. No entanto, é necessário verificar a integridade do revestimento, caso contrário, as células de silício danificadas (fotovoltaicas) deixarão de funcionar.

O controlador desempenha várias funções. Além da principal – regulação automática da carga da bateria, o controlador regula o fornecimento de energia dos painéis solares, protegendo assim a bateria contra descarga total.

Quando totalmente carregada, o controlador desconecta automaticamente a bateria do sistema. Os dispositivos modernos são equipados com um painel de controle com display que mostra a tensão das baterias.

Para sistemas solares caseiros, a melhor escolha são as baterias de gel, que possuem uma vida útil ininterrupta de 10 a 12 anos. Após 10 anos de uso, sua capacidade diminui cerca de 15-25%. São dispositivos que não necessitam de manutenção e são absolutamente seguros, não emitindo substâncias nocivas.

No inverno ou em dias nublados, os painéis continuam funcionando (se forem limpos regularmente da neve), mas a geração de energia reduz-se em 5 a 10 vezes.

A função dos inversores é converter a tensão contínua da bateria em tensão alternada de 220 V. Eles diferem em características técnicas como potência e qualidade da tensão de saída. Equipamentos de onda senoidal podem alimentar os dispositivos mais sensíveis à qualidade da corrente – compressores, eletrônicos domésticos.

Visão geral do sistema solar residencial:

Vale a pena saber que as usinas domésticas podem atender uma geladeira em funcionamento contínuo, uma bomba submersível ligada periodicamente, uma televisão e um sistema de iluminação. Para fornecer energia para o funcionamento de uma caldeira ou até mesmo de um micro-ondas, será necessário um equipamento mais potente e muito caro.

Diagrama mais simples de uma usina solar, incluindo os principais componentes. Cada um deles desempenha sua função, sem a qual o funcionamento da usina solar é impossível.

Existem outros diagramas de montagem de usinas solares mais complexos, porém esta solução é universal e a mais utilizada em residências.

Etapas de conexão dos painéis ao equipamento da central solar

A conexão ocorre em etapas, geralmente na seguinte ordem: primeiro conecta-se o controlador à bateria, depois o controlador aos painéis solares, em seguida a bateria ao inversor e, por último, faz-se a distribuição para os consumidores.

Etapa 1: conexão à bateria

As baterias ocupam um local claramente definido na rede. Elas são conectadas aos painéis solares não diretamente, mas através de um controlador que regula sua carga/descarga. Do outro lado, o bloco de baterias é conectado ao inversor, que converte a corrente.

Assim, o diagrama de conexão dos painéis solares à bateria é o seguinte:

• fazemos a conexão bateria/controlador (em seguida controlador/painéis solares);
• conectamos a bateria e o inversor.

Outras opções de conexão são possíveis, mas esta é a ideal, pois a bateria armazena a energia não utilizada e, quando necessário, a fornece aos consumidores.

Existem duas opções para adquirir baterias: como parte de uma usina solar totalmente pronta para instalação ou separadamente, com parâmetros especificados. Um kit chinês de baixo custo custa no máximo 20 €

Se uma bateria não for suficiente, adquirem-se várias baterias com as mesmas características. Elas são instaladas no mesmo local e conectadas em série.

Para facilitar o uso e a manutenção, os blocos são instalados em uma estante metálica com revestimento polimérico.

Os produtos da marca chinesa Delta têm excelente reputação. Na foto – uma bateria de gel com tensão de 12 V e capacidade de 55 Ah. Todos os dispositivos da marca Delta têm uma vida útil de 10 anos.

Vamos considerar como a bateria é conectada ao controlador e ao inversor.

Próximo passo – conexão do controlador aos painéis solares, e do bloco de baterias ao inversor.

Etapa 2: conexão ao controlador

Consideremos uma opção frequentemente utilizada na prática por proprietários de casas de campo. Eles encomendam equipamentos baratos fabricados na China em uma das plataformas online.

Controlador econômico com o mínimo de configurações, equipado com três pares de terminais, capaz de atender um bloco de painéis solares com potência de 150 W. Custo – 13 €.

A conexão ocorre na seguinte ordem:

• Primeiro, conecte o bloco de baterias ao controlador. Isso é feito propositalmente para verificar como o dispositivo identificará a tensão nominal da rede (valores padrão – 12 V, 24 V). Ao conectar à bateria, use o primeiro par de terminais.
• Em seguida, conecte diretamente os painéis solares, usando os fios fornecidos com eles, e no controlador, o segundo par de terminais.
• Por último, instale o equipamento para iluminação noturna – é exatamente para isso que se destina o terceiro par de terminais. Além da iluminação de baixa tensão, que funciona exclusivamente após o anoitecer e é alimentada pela bateria, nenhum outro equipamento pode ser usado.

Em qualquer tipo de conexão, é necessário observar a polaridade.

A falta de observância da polaridade leva à quebra imediata do controlador, bem como à falha dos componentes dos painéis solares.

Diagrama de conexão do controlador com três pares de terminais. A iluminação noturna (12 V) é uma função opcional, portanto alguns simplesmente não a utilizam. A ativação das lâmpadas pode ser programada por tempo: para funcionar nas horas da noite ou da manhã (+)

O controlador e a bateria interagem constantemente. Por exemplo, durante cargas de pico, a bateria funciona como um buffer, protegendo o controlador contra falhas.

Esses dois dispositivos, assim como os demais elementos do sistema, não podem ser considerados separadamente. Ao montar uma usina solar, você deve considerar cada dispositivo, mesmo que a conexão específica não o envolva.

Instruções passo a passo para conectar painéis solares ao controlador

Após conectar o controlador à bateria e aos painéis, conectamos o inversor e, se necessário, dispositivos de iluminação de baixa tensão.

Etapa 3: conexão ao inversor

O inversor deve ser incluído no sistema se os aparelhos da casa funcionarem com 220 V. Mas há exceções, quando os painéis solares são instalados para um sistema de 12 V; nesse caso, o inversor não é necessário.

O local de instalação do inversor no sistema de usina solar é entre o bloco de baterias e os consumidores de energia, ou seja, dispositivos domésticos, aparelhos de iluminação, etc. (+)

O dispositivo é adquirido da mesma forma que as outras partes do sistema solar: como parte do kit do sistema de energia solar ou separadamente.

Procedimento para conectar o inversor à bateria:

Se você nunca instalou sistemas de energia solar antes, recomendamos adquirir não aparelhos individuais, mas um sistema completo.

A vantagem de um sistema pronto para instalação está na correspondência dos parâmetros do equipamento (baterias corretamente dimensionadas em potência, a quantidade necessária de painéis solares, um conjunto de fios para conexão rápida).

É lógico que aparelhos compatíveis em capacidade, tensão e potência serão muito mais eficientes na conversão de energia solar e no fornecimento de eletricidade para a casa. Praticamente, a “energia verde” gratuita pode ser usada em sistemas de aquecimento, e no fornecimento de energia para dispositivos domésticos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os proprietários de casas de campo já apreciaram há muito tempo as vantagens da energia alternativa e usam ativamente sistemas solares fotovoltaicos como fonte permanente ou de reserva. Recomendações úteis de usuários de usinas solares ajudarão você na instalação do seu próprio sistema.

Vídeo #1. Instruções passo a passo para montagem e conexão:

Vídeo #2. Análise de erros comuns na escolha e instalação do equipamento:

Vídeo #3. Visão geral de uma das opções de instalação doméstica:

O uso de energia alternativa para as necessidades da humanidade é realmente um grande salto tecnológico. Hoje, cada proprietário pode montar e conectar de forma independente uma usina solar que alimenta a casa com eletricidade. Considerando o retorno do investimento e a pureza ecológica, é uma solução prática e eficaz.

Quer contar como montou uma pequena usina solar com as próprias mãos? Tem curiosidades e informações úteis sobre o tema do artigo? Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, compartilhe suas impressões, opiniões e fotos relacionadas ao tópico.