O armazenamento de energia residencial está cada vez mais popular no segmento de energia solar doméstica em mercados como o norte-americano. Uma pesquisa recente da SunPower em mais de 1.500 residências descobriu que cerca de 40% dos americanos se preocupam com quedas de energia regularmente. Dos entrevistados que consideram a instalação de equipamentos de energia solar residencial, 70% disseram que planejam incluir baterias de armazenamento de energia.
Além de fornecer energia de reserva durante interrupções, muitas baterias são integradas com tecnologia que permite o agendamento inteligente da importação e exportação de energia. O objetivo é maximizar o valor do sistema solar das residências. E algumas baterias são otimizadas para integrar também carregadores de veículos elétricos.
Nos EUA, as taxas de instalação de baterias em projetos solares residenciais aumentaram constantemente em 2020. Naquele ano, 8,1% dos sistemas fotovoltaicos residenciais conectaram baterias, de acordo com o Lawrence Berkeley National Laboratory, e em 2022 essa taxa subiu para mais de 17%.
Fatores de degradação de baterias
Os períodos de garantia podem oferecer um exame das expectativas do instalador e do fabricante sobre a vida útil de uma bateria. Os períodos de garantia comuns são normalmente de cerca de 10 anos. A garantia da bateria Enphase IQ, por exemplo, termina em 10 anos ou 7.300 ciclos, o que ocorrer primeiro.
O instalador solar Sunrun disse que as baterias podem durar entre cinco a 15 anos. Isso significa que uma substituição provavelmente será necessária durante os 20 a 30 anos de vida de um sistema solar.
A expectativa de vida útil da bateria é impulsionada principalmente pelos ciclos de uso. Como demonstrado pelas garantias dos produtos LG e Tesla, limites de 60% ou 70% da capacidade são garantidos por meio de um certo número de ciclos de carga.
Dois cenários de uso impulsionam essa degradação: excesso de carga e carga por gotejamento, de acordo com o Instituto Faraday. Overcharge, ou excesso de carga, é o ato de empurrar a corrente para uma bateria que está totalmente carregada. Isso pode fazer com que ela superaqueça, ou até mesmo potencialmente pegue fogo.
A carga por gotejamento envolve um processo em que a bateria é continuamente carregada até 100%, e inevitavelmente ocorrem perdas. O salto entre 100% e pouco menos de 100% pode elevar as temperaturas internas, diminuindo a capacidade e a vida útil.
Outra causa de degradação ao longo do tempo é a perda de íons de lítio móveis na bateria, segundo o Faraday. As reações laterais na bateria podem reter lítio utilizável livre, reduzindo assim sua capacidade gradualmente.
Embora as temperaturas baixas possam impedir o desempenho de uma bateria de íons de lítio, elas na verdade não degradam a bateria nem encurtam sua vida útil. A vida útil geral da bateria, no entanto, diminui em altas temperaturas, segundo o Instituto Faraday.
Isso ocorre porque o eletrólito que fica entre os eletrodos se quebra em temperaturas elevadas, fazendo com que a bateria perca sua capacidade de transporte de íons de lítio. Isto pode reduzir o número de íons de lítio que o eletrodo pode aceitar em sua estrutura, esgotando a capacidade da bateria de íons de lítio.
Questões de manutenção
É recomendado pelo Laboratório Nacional de Energias Renováveis (NREL) instalar uma bateria em um local fresco e seco, de preferência uma garagem, onde o impacto de um incêndio (uma ameaça pequena, mas não zero) pode ser minimizado. As baterias e os componentes ao seu redor devem ter espaçamento adequado para permitir o resfriamento, e verificações regulares de manutenção podem ser úteis para garantir a operação ideal.
O NREL disse para, sempre que possível, evitar descargas profundas repetidas das baterias, pois quanto mais descarregadas, menor será a vida útil. Se a bateria doméstica é descarregada profundamente todos os dias, pode ser hora de aumentar o tamanho do banco de baterias.
As baterias em série devem ser mantidas com a mesma carga, disse a NREL. Embora todo o banco de baterias possa exibir uma carga geral de 24 volts, pode haver tensão variável entre as baterias, o que é menos benéfico para proteger todo o sistema a longo prazo.
Além disso, o NREL recomendou que os pontos de ajuste de tensão corretos sejam definidos para carregadores e controladores de carga, conforme determinado pelo fabricante.
As inspeções também devem ocorrer com frequência, disse o NREL. Algumas questões para avaliar incluem vazamento (acúmulo na parte externa da bateria), níveis de fluido apropriados e tensão igual. O NREL disse que cada fabricante de bateria pode ter recomendações extras, portanto, é fundamental verificar a manutenção do equipamento e estar atento às especificações do manual do fabricante.
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