Energia Solar Offgrid para roteadores em malha

Intro

Em alguns casos quando precisamos adicionar um novo ponto na rede mesh e não temos energia elétrica disponível, precisamos montar um sistema autônomo de energia, ou seja, totalmente independentes. Existem algumas alternativas atualmente, mas vamos focar em especial na energia fotovoltaica (conhecida energia solar). O sistema funciona com um painel com um material fotovoltaico, isso significa que é um material que capta a irradiação solar e transforma em energia elétrica. Mais profundamente podemos dizer que essa placa contém um material que cria uma diferença de potencial (grandeza simbolizada com a letra U) dada em Volts (com simbolo V)

Componentes

Nesse tipo de instalação vamos usar os seguintes componentes:

Painel Fotovoltaico

Responsável por captar a irradiação solar e transformar em energia elétrica. Existem vários tipos de Painel mas estão baseados principalmente em:

• Silício Monocristalino
• Silício Policristalino
• Filme Fino
• Silício Amorfo
• OPV (orgânicos)

Se quiser se aprofundar nos tipos de painéis Aqui tem mais

Bateria

Armazenar a energia durante o dia para ser usada de noite ou quando não tem irradiação solar suficiente.

Controlador de Carga

Controla a Carga fornecida pelo painel fotovoltaico e administra a quantidade de energia que vai ser armazenada na bateria e a quantidade de energia que vai para alimentar o dispositivo. Mas a principal função do controlador de carga é de proteger a bateria tanto de uma descarga profunda quanto de uma sobrecarga.

Importante Saber

Algumas informações matemáticas para facilitar o entendimento:

• Abreviações de potencias:

Sempre que ver algo como kW imagine o seguinte:

[math]''1kW = 1000 W''[/math]

• A diferença entre Volts (V) e Watts (W)

Volts é a unidade de medida de tensão, quando a gente fala que a bateria tem 12V estamos nos referindo tensão elétrica, ou a diferença de potencial entre os dois terminais da bateria. Watts é a potência ou a energia total em um determinado tempo, normalmente relacionado ao consumo dos equipamentos

Lei de ohm

[math]'' R = U/I ''[/math]

Onde:

R - Resistência, dado em ohms (Ω) U - Diferença de Potencial dado em volts (V) I - Corrente elétrica dado em amperes (A)

• Potência Elétrica

Informações de entrada

Inicialmente precisamos de dois dados bem específicos para dimensionar o sistema:

1 - Quantas horas de sol temos por dia no local da instalação?

Isso vai depender principalmente da posição do sol em relação ao ponto do globo terrestre que você encontra. Porém se o local de instalação tiver alguma arvore ou obstaculo que impessa o Sol de atingir o painel fotovoltaico é necessário levar isso em conta, o ideal é que não tenha nenhum obstaculo para que se aproveite o máximo de energia do Sol.

2 - Qual o consumo diário (potência dada em Watts) do(s) equipamento(s) a ser instalando?

Essa informação normalmente consta na etiqueta do produto

objetivos

apresentar conceitos basicos dos componentes necessários para um sistema offgrid, como baterias, placas solares, controladoras, cabos e afins.

também apresentar conceitos basicos de calculo de consumo para set inicial.

Em um segundo artigo [link] apresentar cálculos e configuração de dois cenarios com tipo de consumo e componentes diferentes e suas caracteristicas.

pre requisitos

equipamentos de rede definidos e o que mais?

pratica

Com o objetivo de termos um sistema funcionando, precisamos executar alguns passos para identificar nosso consumo e assim poder calcular o tipo de sistem a ser adquirido.

passo 1 - identificar consumo

Basicamente vc precisa fazer o calculo do quanto o o roteador vai consumir por dia , no caso:

V=12

A=1
h=24

P= 12 X 1 X 24 [V x A x h] = 288 W . h /dia

P=288 W h/dia

passo2 - calcular perda

tem um fator de correção relacionado as perdas

Preal = 288/0,8 = 360 W.h /dia

passo 3 - identificar sol

considreando que você tenha 5h de sol por dia, o seu painel vai precisar da capacidade de:

P[painel]=360/5=72Wp

passo 4 - bateria

Para bateria, considerando uma bateria de ciclo profundo com 90% de descarga diaria:

E[bat] = 288 W.h/0,9 = 320 W.h

usando a 12V a bateria ideial seria

C=320/12 = 26,66 Ah

passo 5 - calculo controladora

ai o controlador de carga, como vai estar trabalhando com um painel de 72Wp a 12V a corrente de pico vai ser:

A[pico]=72/12= 6 A

Resumindo

Painel -> 72Wp (comercial deve ser 80Wp ou 90wp)

Bateria -> 26,66 Ah (comercial deve ser 30Ah)

Controlador de carga (mppt sempre!) -> 6A (comercial deve ser 10A)

conclusoes e próximos passos =

In this article you [configured/set up/built/deployed] [something]. Now you can....