Diagrama de sistema híbrido solar e eólico

O que o diagrama mostra

Este modelo combina energia solar e eólica num mesmo sistema. Os painéis e uma turbina eólica de pequeno porte carregam o mesmo banco de baterias, e um inversor híbrido alimenta a casa. Um módulo de monitoramento acompanha a produção pelo Wi-Fi.

No diagrama, os painéis chegam ao inversor híbrido pela string box; a turbina passa por um disjuntor AC e por um controlador de carga próprio antes de chegar ao banco, que se liga ao inversor por um disjuntor DC. A saída segue pelo disjuntor AC para o quadro, que tem DPS AC, e para a residência. As massas dos equipamentos vão ao barramento de terra, ligado à haste de aterramento.

Componentes do diagrama

• Conjunto de painéisGrupo de módulos representado em bloco.
• String boxCaixa de junção e proteção das strings.
• Inversor híbridoInversor com suporte a baterias e rede simultâneos.
• 2× Disjuntor ACDisjuntor para circuitos de corrente alternada.
• Quadro elétricoQuadro de distribuição e proteção do sistema.
• ResidênciaUnidade consumidora residencial.
• Disjuntor DCDisjuntor para circuitos de corrente contínua.
• Banco de bateriasConjunto de baterias interligadas.
• Turbina eólicaAerogerador de pequeno porte.
• Controlador de cargaGerencia a carga das baterias a partir dos painéis.
• MonitoramentoDatalogger ou módulo de monitoramento (Wi-Fi, app).
• DPS ACProtetor contra surtos em corrente alternada.
• Barramento de terraBarramento de equipotencialização de terra.
• Haste de aterramentoHaste de aterramento cravada no solo.

Como funciona, passo a passo

1. Sol durante o dia: os painéis alimentam a casa e carregam o banco pelo inversor híbrido.
2. Vento a qualquer hora: a turbina gera energia inclusive à noite e em dias nublados com vento, carregando o banco pelo seu controlador.
3. Banco compartilhado: as duas fontes somam energia no mesmo banco de baterias.
4. Consumo: o inversor entrega corrente alternada para o quadro a partir dos painéis e das baterias.

Quando escolher solar + eólico

A combinação faz sentido em locais com vento constante, como litoral, áreas altas e campos abertos, principalmente onde o sol e o vento se complementam ao longo do ano. Nessas condições, o banco de baterias pode ser menor do que num sistema só solar.

Turbinas de pequeno porte exigem torre, espaço livre de obstáculos e manutenção mecânica, e rendem pouco em locais com vento fraco ou turbulento. Vale medir o vento do local antes de investir.

Dicas para adaptar o modelo

• Use o controlador recomendado pelo fabricante da turbina; muitos incluem freio e carga de desvio (dump load) para ventos fortes.
• Acrescente um disjuntor DC também entre o controlador da turbina e o banco; o modelo já protege a saída da turbina e o trecho entre o banco e o inversor.
• Anote a potência da turbina e dos painéis na descrição de cada item.
• Monte o banco com baterias individuais para mostrar a ligação em série, como no tutorial de baterias em série e paralelo.

Perguntas frequentes

Vale a pena instalar uma turbina eólica em casa?

Só em locais com vento constante e sem obstáculos, como litoral e áreas altas. Em áreas urbanas, o vento costuma ser fraco e turbulento, e a produção fica bem abaixo da nominal.

A turbina pode ser ligada direto na bateria?

Não. Ela precisa de um controlador próprio, que regula a carga e, em muitos casos, freia a turbina ou desvia a energia para uma carga de dissipação quando o vento é forte e a bateria está cheia.

Solar e eólico podem usar o mesmo banco?

Sim, cada fonte com o seu controlador, desde que as tensões de carga sejam compatíveis com o banco. É exatamente o que este modelo mostra.