2. Apresentação e funções do ESS
2.1. O que significa ESS?
Um sistema de armazenamento de energia ligado à rede elétrica combina vários produtos Victron Energy: um inversor/carregador, um dispositivo GX e uma bateria, geralmente em conjunto com energia solar. Armazena energia, frequentemente recolhida a partir da energia solar, e disponibiliza-a posteriormente, por exemplo, para alimentar cargas durante a noite, após a paragem da produção solar. A bateria também pode ser carregada a partir da rede elétrica e um sistema pode funcionar sem energia solar.
A funcionalidade ESS da Victron permite que estes componentes trabalhem juntos como se fossem um. Coordena o inversor / carregador, a bateria, a energia solar e a ligação à rede elétrica, determinando quando carregar a bateria, quando a descarregar e quanta energia extrair ou injetar na rede elétrica.
Com um ESS, o sistema pode:
gerir temporalmente a energia, que armazena e utiliza quando for mais útil,
carregar a bateria a partir de energia solar,
apoiar a rede elétrica, cortando os picos no consumo da rede elétrica, e
exportar a energia excedente de volta para a rede elétrica, onde for permitido.
Quando o sistema tiver mais energia do que aquela que as cargas necessitam e a bateria estiver cheia, pode vender o excedente à rede elétrica. Quando não conseguir satisfazer a procura apenas com a bateria e a energia solar, extrai automaticamente o valor deficitário da rede elétrica.
O ESS é configurado em dois pontos: o Assistente do ESS, carregado no inversor/carregador com a aplicação VEConfigure, e o menu ESS no dispositivo GX. Ambos são descritos em Configuração.
2.2. Funcionalidades e capacidades do ESS
«Backup» durante uma falha da rede elétrica
Em caso de falha na rede elétrica, o inversor/carregador desliga-se da mesma e continua a alimentar as cargas na saída CA a partir da bateria e da energia solar, se estiver disponível. As cargas não são interrompidas. Quando a rede elétrica regressa, o sistema volta a ligar-se e retoma o funcionamento normal sem intervenção.
A capacidade da bateria mantida como reserva para uma falha na rede elétrica é definida com o estado da carga (SoC) Mínimo. O sistema respeita este limite enquanto a rede elétrica estiver presente e ignora-o durante uma falha, para que a reserva permaneça disponível. As cargas que continuam sob tensão dependem da forma como são cabladas, segundo o projeto do Sistema.
PV ((fotovoltaica): acoplamento CC, acoplamento CA ou ambos
O sistema pode utilizar a energia solar de duas formas. Com a energia PV acoplada a CC, um carregador solar SmartSolar ou BlueSolar MPPT alimenta a bateria diretamente no lado CC. Com a energia PV acoplada a CA, um inversor PV ligado à rede elétrica alimenta o lado CA. Um sistema pode utilizar qualquer uma ou uma combinação de ambas. (A escolha é abordada na secção Conceção do sistema.)
Com ou sem um medidor da rede elétrica
O sistema pode funcionar com ou sem um medidor da rede elétrica externo. Com um medidor, pode funcionar em conjunto com a rede elétrica como uma instalação completa ou parcialmente paralela. Sem um medidor, todas as cargas e qualquer inversor PV são ligados à saída CA do inversor/carregador. (Consulte a secção Conceção do sistema.)
«Backup» de gerador
Pode ser utilizado um gerador como apoio durante as falhas prolongadas na rede elétrica. O dispositivo GX permite iniciar e parar o gerador automaticamente, garantir que está carregado corretamente e desligá-lo quando a bateria estiver carregada. As definições do código da rede elétrica e perda da rede elétrica (LOM) requerem uma atenção especial nos sistemas de gerador.
Realimentar a energia solar à rede elétrica
A energia PV excedente pode ser exportada para a rede elétrica, sempre que a regulamentação local o permitir. A injeção é possível, independentemente da ligação da energia PV, mediante acoplamento a CC, a CA na entrada AC-In ou a CA na saída AC-Out.
Injeção zero
Com um inversor PV ligado à rede elétrica compatível, a exportação pode ser impedida ou limitada num nível determinado. O sistema reduz a saída do inversor PV assim que a exportação é detetada. Os inversores PV compatíveis e as definições correspondentes são indicados emInjeção zero e limitada com inversores PV.
Corte de picos (Peak shaving)
A energia consumida ou injetada na rede elétrica pode ser limitada no ponto de ligação à mesma. Quando a procura supera o limite, a bateria fornece a diferença, de modo que a instalação possa suportar cargas para além da capacidade da ligação à rede elétrica e funcionar numa conexão contraída ou fisicamente limitada. Consulte a secção Corte de picos.
Carregamento programado
A bateria pode ser carregada a partir da rede elétrica durante intervalos temporais definidos, para tarifas fora de pico, para se preparar para uma interrupção conhecida ou para fornecer à bateria uma carga de manutenção regular. Consulte a secção Níveis do carregamento programado.
ESS Dinâmico
A funcionalidade ESS Dinâmico otimiza o sistema para uma tarifa de energia variável ou dinâmica, programando a carga e a descarga da bateria para minimizar os custos da energia sem superar os limites configurados da bateria e da rede elétrica.
Cargas de Oportunidade
O excedente solar pode ser direcionado para cargas flexíveis como bombas de calor, carregadores EV, aquecimento de água e bombas de piscina, em vez de ser reduzido ou exportado. A potência extraída por cada carga é configurada; a carga é ligada quando o excedente disponível for suficiente para satisfazer o consumo. As cargas são alimentadas por ordem de prioridade, de modo que o excedente seja atribuído primeiro à carga mais importante.
Carregamento EV
A Estação de Carregamento EV da Victron liga-se ao dispositivo GX, no qual é monitorizada e controlada com o restante sistema, tanto localmente, como através do VRM. Também pode ser carregada a partir da energia solar excedente como uma carga de oportunidade.
2.3. Quando utilizar o ESS
Utilize o ESS num sistema de autoconsumo, num sistema de reserva com energia solar ou numa combinação de ambos. A diferença entre ambos reside na capacidade da bateria mantida como reserva para uma eventual falha na rede elétrica. Num sistema combinado, por exemplo, 30 % da capacidade é utilizada em autoconsumo e os 70 % restantes são guardados como reserva.
Autoconsumo
Quando a energia PV superar as necessidades da carga, o excedente é guardado na bateria. Esta energia guardada é utilizada para alimentar as cargas quando a energia PV for insuficiente.
A percentagem da capacidade da bateria utilizada para o autoconsumo é configurável. Caso os cortes na rede elétrica sejam muito raros, pode ser definida como elevada, conforme a bateria permita, que assim fica totalmente disponível para uma utilização de rotina. Quando os cortes na rede elétrica são comuns, até diários, é utilizada uma parcela menor, por exemplo, 20 % no autoconsumo, sendo os 80 % restantes mantidos em reserva para o corte seguinte.
Reserva
Quando a bateria estiver destinada a um funcionamento de reserva, e não à atividade diária, será mantida num estado da carga elevado e descarregada apenas quando a rede elétrica falhar. Depois de a rede elétrica regressar, recarregada a partir da rede elétrica ou da energia solar, se estiver disponível.
A estratégia que executa esta operação é selecionada com a definição Modo.
2.4. Quando não utilizar o ESS
Não utilizar o ESS em:
em sistemas fora da rede elétrica, com ou sem gerador,
sistemas marítimos,
sistemas automóveis ou
sistemas de prioridade do inversor, também conhecidos como sistemas de «ilhamento intencional» ou «ignorar a entrada CA».
Atenção
PERIGO DE CHOQUE ELÉTRICO
Remover a ficha de entrada CA deixa os terminais com energia na tensão da rede elétrica (110/230 VCA) por um breve período. Quando a ficha é removida, o inversor/carregador precisa de algum tempo para detetar a perda da rede elétrica e abrir o relé da alimentação de retorno. Enquanto o relé não abrir, o contacto com os terminais da ficha pode causar ferimentos graves ou fatais.
Não utilize o ESS em instalações em que a fonte de alimentação CA possa ser desligada pelo utilizador, incluindo sistemas marítimos e automóveis.
2.5. Componentes
Inversor/carregador
O núcleo do sistema é um inversor/carregador bidirecional Multiplus ou Quattro. O ESS apenas pode ser instalado nos modelos VE.Bus com microprocessador de segunda geração (26 ou 27); todos os inversores/carregadores VE.Bus fornecidos atualmente integram este equipamento.
Dispositivo GX
Um dispositivo GX gere o sistema e proporciona a monitorização, tanto de forma local, como remota, através do Portal VRM e da aplicação VRM.
Bateria
O sistema funciona com:
Uma variedade de baterias de terceiros compatíveis (consulte a lista Compatibilidade de baterias )
Baterias de chumbo. O projeto deve considerar a elevada resistência interna dos tipos OPzS e OPzV; as baterias de AGM e GEL normais não são recomendadas para sistemas que carregam e descarregam a bateria todos os dias.
Monitor de bateria
Na maioria dos sistemas, não é necessário um monitor da bateria separado:
Baterias Lithium NG da Victron quando utilizadas com um Lynx Smart BMS NG. Esta combinação trata da monitorização do estado da carga, pelo que não é necessário nenhum monitor de bateria em separado.
As baterias inteligentes ligadas por CAN-bus (BYD, Pylontech, ZYC e outros) já incluem um monitor da bateria. Utilize a ligação CAN-bus para obter os dados sobre o estado da carga. É possível acrescentar um monitor da bateria, por exemplo, se o próprio BMS da bateria tiver problemas de comunicação; no entanto, o monitor da bateria próprio deve ser utilizado sempre que possível para evitar confusões.
Nas baterias sem um monitor da bateria interno, é possível utilizar o monitor do inversor/carregador. Com o ESS, isto também considera a corrente de carga dos carregadores solaresSmartSolar e BlueSolar MPPT.
Um monitor separado apenas é necessário quando uma bateria sem um monitor da bateria interno (como as baterias de chumbo) for combinada com uma fonte de alimentação adicional como, por exemplo, um gerador eólico CC. Onde for necessário, utilize a SmartShunt, BMV-700, BMV-712 ou Lynx Shunt VE.Can.
Medidor da rede elétrica (opcional)
Um medidor da rede elétrica é opcional. Deve ser instalado no quadro de distribuição principal, entre a rede elétrica e a instalação, sendo utilizado em sistemas de rede elétrica com configuração paralela completa ou parcial. O medidor da rede elétrica apenas é necessário quando cargas ou as fontes CA estiverem presentes no lado de entrada do inversor/carregador; quando tudo estiver no lado de saída não será preciso. (Consulte a secção Conceção do sistema.)
Energia fotovoltaica (PV) (opcional)
O sistema pode utilizar inversores PV ligados à rede elétrica, carregadores solares SmartSolar e BlueSolar MPPT ou uma combinação de ambos. Também consegue funcionar sem energia PV, algo comum em centrais elétricas virtuais, nas quais diversos sistemas de armazenamento de pequena dimensão abastecem a rede elétrica durante os picos de procura.
2.6. Requisitos mínimos
Um ESS precisa de, pelo menos:
um inversor/carregador VE.Bus, um Multiplus ou Quattro,
um dispositivo GX, como o Cerbo GX ou Ekrano GX, e
uma bateria.
Tudo o resto: energia solar, um medidor da rede elétrica, inversores / carregadores suplementares, é opcional e adicionado conforme os requisitos do projeto. Consulte Projeto do sistema.
Aviso
Este manual abrange o ESS nos inversores/carregadores VE.Bus, Multiplus e Quattro. Não é aplicável à linha RS, como o Multi RS Solar, que utiliza uma «interface» VE.Can em vez de VE.Bus. Para a configuração do ESS nestes modelos, consulte o manual do produto RS aplicável.