- Em uma casa comum nos subúrbios de Londres, foram registrados 3.800kWh de geração anual e o mesmo consumo anual
- Como há excedente de eletricidade e déficit de eletricidade conforme a estação, é necessária uma bateria gigantesca para alcançar autossuficiência ao longo do ano
- Com base em dados diários reais, o uso foi de 9,7kWh e a geração de 19,6kWh, mas como o momento do consumo difere do momento da geração, foi necessária uma bateria de 13kWh
- A análise de um ano inteiro de medições reais mostrou que, para usar no inverno a sobra do verão, seria necessária uma capacidade de cerca de 1.068kWh (1MWh)
- Na prática, instalar uma bateria desse porte em uma residência é tecnicamente e economicamente inviável; questões mais importantes são um projeto eficiente e a queda no preço das baterias
Análise da capacidade de bateria solar necessária para armazenar toda a eletricidade da casa
Visão geral
- Trata-se de um caso real que começou com pequenos painéis solares instalados em uma casa comum nos subúrbios de Londres
- Em média, gera 3.800kWh por ano, e a residência consome os mesmos 3.800kWh por ano
- Porém, como nem toda a eletricidade é usada ao mesmo tempo, o excedente de energia ocorre no verão e, no inverno, ainda é preciso comprar eletricidade
- O objetivo é calcular a capacidade de bateria necessária para alcançar autossuficiência energética completa
Fluxo de energia em um dia de verão
- Gráfico:
- Linha amarela: geração solar (aumenta após o nascer do sol, atinge o pico ao meio-dia e cai até o pôr do sol)
- Linha vermelha: consumo elétrico da casa (há um grande pico por volta das 19h, no horário de cozinhar)
- Linha azul: uso/fornecimento da rede elétrica externa (antes do nascer do sol há importação; depois disso, também pode haver fornecimento para a rede; à noite o consumo aumenta)
- Os dados reais medidos (consumo em W/geração em W em alguns momentos) são usados para calcular se há excedente ou déficit de energia
- Em um certo dia de verão, a casa usou 9,7kWh e gerou 19,6kWh, então à primeira vista parece que uma bateria de 9,9kWh bastaria
- Na prática, como o padrão de consumo e o padrão de geração são diferentes, a necessidade máxima de armazenamento simultâneo chega a 13kWh
Análise acumulada de um ano inteiro de dados
- Com base no período de fim de março até o fim de março do ano seguinte, a geração passa a superar o consumo a partir da primavera, e o excedente vai se acumulando
- Um código em Python calcula a diferença acumulada entre geração e consumo de cada dia para chegar à capacidade total de bateria necessária
- O pico acumulado anual chega a 1.068kWh (1MWh), o que é uma capacidade muito grande para uma bateria residencial
- Em alguns momentos, por causa de variações no clima e no consumo, ainda há necessidade da rede elétrica externa
Realidade e limitações
- A análise se baseia em dados individuais que refletem a vida cotidiana
- Variáveis como carga de veículo elétrico e a transição do gás para a eletricidade afetam a capacidade realmente necessária
- Com a tecnologia atual, instalar uma bateria residencial de 1MWh é inviável
- Existem vários problemas práticos, como impacto ambiental, eficiência da bateria e aproveitamento da capacidade excedente
- Soluções como upgrade dos painéis, melhora na eficiência do armazenamento e uso da rede como recurso energético distribuído são, na prática, mais razoáveis
Viabilidade econômica e perspectivas futuras
- No momento atual, construir uma bateria de 1MWh exige um custo de 100 mil a 500 mil libras
- Também há custos adicionais de manutenção, espaço e diversas autorizações
- Felizmente, o preço das baterias de íon-lítio caiu 90% nos últimos 10 anos, e novas tecnologias como baterias de íon-sódio indicam uma queda de preço ainda mais rápida
- No futuro, o custo de uma bateria residencial pode cair para algo em torno de 8.000 libras
- A combinação de solar distribuída + bateria tem vantagens como redução de custos, independência energética e menor controvérsia sobre uso do solo
Conclusão
- No cenário atual, ter uma bateria de 1MWh em cada casa tem baixa viabilidade
- No entanto, considerando a inovação tecnológica e a queda de preços, é possível que casas autossuficientes baseadas em energia solar + baterias de grande capacidade se popularizem em um futuro próximo
- Um sistema solar residencial pode oferecer efeito e viabilidade econômica suficientes mesmo com o clima do Reino Unido
- Um “futuro brilhante e ensolarado”, em que todas as casas armazenam por conta própria até o excedente anual entre produção e consumo, pode se tornar realidade
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