107 – Desenvolvimento de procedimento para avaliação rápida de baterias para sistemas fotovoltaicos

Os sistemas fotovoltaicos são cada dia mais utilizados como alternativa de geração distribuída de energia, porém a grande dificuldade na utilização deste sistema é sua intermitência por sua dependência da luz solar. Desta forma os acumuladores de energia são fundamentais para o gerenciamento adequado de um sistema fotovoltaico, e permitem inclusive a instalação de painéis fotovoltaicos em regiões remotas não atendidas pela rede de distribuição. A escolha das baterias a serem utilizadas como acumuladores passa então a ser a grande questão na montagem de um sistema eficiente, devido aos custos e da vida útil das baterias. No intuito de escolher a bateria mais adequada é necessário simular suas condições de uso em campo e sua durabilidade, esta não é uma escolha simples devido ao grande número de variáveis que influem na vida útil de uma bateria e também pelo rigor que o regime fotovoltaico exige da mesma. Um método de avaliação deve levar em consideração o máximo de processos de envelhecimento sofridos por uma bateria, e ainda simular o mais próximo possível as condições de variação de carga que a bateria sofre. Na literatura é possível encontrar uma série de normas para teste da vida útil de baterias, principalmente as chumbo-ácido. Todas possuem prós e contras, sendo que aquelas que simulam bem o comportamento esperado para uma bateria num sistema fotovoltaico típico duram muito tempo (até mais de um ano), e os testes mais rápidos são significantemente diferentes deste comportamento típico. Por este motivo, os principais pesquisadores desta área sugerem que a utilização de apenas uma dessas normas não é suficiente para uma avaliação definitiva de uma bateria, sendo necessária uma composição de duas ou mais normas para definir suas características de envelhecimento em um sistema fotovoltaico. Como forma de melhorar esta situação o trabalho em questão propõe um novo procedimento de teste que mescla características das principais normas citadas na literatura, e busca evitar a necessidade de mais de um teste para avaliação rápida de baterias em sistemas fotovoltaicos. A construção do modelo foi baseada nos mecanismos de degradação típicos dos componentes internos da bateria e teve o propósito de submeter a mesma a diferentes tipos de stress, entretanto sem que o teste induza a um mecanismo específico de degradação. Os estudos foram realizados com baterias chumbo-ácido devido a sua vasta utilização, seu baixo custo e por serem as utilizadas nas normas internacionais citadas na literatura para avaliação de baterias em sistemas fotovoltaicos. O trabalho contempla as etapas do desenvolvimento do modelo proposto e a avaliação de um modelo de bateria desenvolvida para sistemas fotovoltaicos neste mesmo procedimento, também foram testadas baterias segundo as normas internacionais e realizado um tear down de uma bateria ciclada no método proposto. Os resultados demonstraram que o procedimento proposto é eficaz na avaliação de baterias, de maneira rápida e proporcionando dados relevantes para a definição de se a bateria deve ou não ser utilizada em um sistema fotovoltaico.