Baterias podem reduzir ganhos dos sistemas de energia solar nas residências

 

A energia produzida durante a vida útil dos painéis solares no telhado mais do que compensa a energia necessária para fabricar, montar e, eventualmente, reciclá-los

A energia produzida durante a vida útil dos painéis solares no telhado mais do que compensa a energia necessária para fabricar, montar e, eventualmente, reciclá-los. Mas adicionar uma bateria doméstica pode diminuir esses dividendos, segundo uma nova pesquisa.

Estudos anteriores estimaram a produção de energia em cerca de nove vezes a energia investida em painéis solares. O novo estudo, que aparece em Sustainable Energy & Fuels, no entanto, examinou a saída de um sistema típico de telhado instalado em cinco estados americanos. Os pesquisadores descobriram que a taxa de pagamento de energia varia de um mínimo de 14 no Alasca a um máximo de 27 no ensolarado Arizona – mas apenas quando os proprietários de imóveis conseguem enviar energia excedente para a rede.

Tesla Powerwall.

Esse estudo vai contra a ideia da Tesla que recentemente lançou uma bateria residencial, chamada de Powerwall, escalável, de alta capacidade, para trabalhar em conjunto com as telhas fotovoltaicas da Tesla ou outros sistemas.

Quando os proprietários instalam uma bateria e a carregam com excesso de eletricidade antes de enviar as sobras para a rede, no entanto, o retorno do investimento em energia para todo o sistema é 21% menor do que apenas os painéis solares, descobriram os pesquisadores.

Quando os proprietários não têm bateria e não têm saída para a rede (grid), apenas desperdiça eletricidade extra, aí o retorno do sistema sobre a energia investida cai para 7 no Alasca e um máximo de 14 na Flórida – a par com estudos anteriores. Como os proprietários de imóveis nesse cenário precisam comprar eletricidade durante a noite, a adição de uma bateria doméstica de íons de lítio melhora o retorno de energia.

“Retorno de Energia ao Investimento”

“Os altos retornos globais mostram os benefícios de energia da energia fotovoltaica em uma ampla gama de regiões geográficas dos EUA e, presumivelmente, em outros lugares”, diz Sally M. Benson, professora de engenharia de recursos energéticos da Universidade de Stanford e codiretora do Instituto Precourt de Energia. .

“Mas eles também demonstram que, se um estado encoraja os proprietários a investir em sistemas de cobertura para alcançar metas de energia limpa, então deixar o excesso de energia fluir para a rede aproveita ao máximo esses investimentos.”

A métrica muito estudada “retorno de investimento em energia” ajuda a avaliar políticas que os termos econômicos não podem medir, como atingir metas ambientais. Por enquanto, os engenheiros fazem painéis fotovoltaicos usando energia principalmente de combustíveis fósseis, então uma recompensa de 14 a 27 vezes em eletricidade renovável reforça as políticas que apoiam a energia solar.

Como um contra-exemplo, o principal argumento contra o etanol de milho é que mais energia vai para produzi-lo e entregá-lo do que o etanol produz em um carro.

Os pagamentos financeiros para a energia solar residencial dos EUA, no entanto, não são claros. Quase todos os estados permitem alguma venda do excesso de eletricidade para as concessionárias, mas quanto os proprietários são pagos e quanto eles podem vender varia.

Na maioria dos estados, os consumidores recebem a mesma taxa que pagam quando usam a energia. Quando o sistema está exportando para a rede, o medidor do cliente avança ao contrário. Em um punhado de estados, no entanto, os proprietários são pagos com base em quanto dinheiro sua eletricidade no total economizou para a concessionária – um preço muito mais baixo.

Desvantagens da Bateria

A adição de baterias a um sistema fotovoltaico doméstico reduz o retorno de energia de todo o sistema em 21%, em média, devido a dois fatores. Primeiro, adicionar baterias significa mais energia na forma de combustíveis fósseis investidos na fabricação de todo o sistema. Segundo, uma bateria descarrega 8% menos eletricidade do que a quantidade de eletricidade necessária para carregá-la – uma perda se comparada ao envio de eletricidade diretamente para um sistema elétrico maior, com clientes que podem usar a energia imediatamente.

“No que diz respeito ao retorno de investimento, é difícil justificar a adição de baterias a sistemas fotovoltaicos residenciais, desde que o excesso de geração possa ser disponibilizado para outros usuários da rede”, diz Simon Davidsson Kurland, bolsista de pós-doutorado da Universidade de Stanford. & Energy Project ao realizar esta pesquisa. Ele é agora pesquisador de pós-doutorado na Chalmers University of Technology, na Suécia.

Ainda há esperança para as baterias domésticas, descobriram os pesquisadores. Quando vender para a rede não é uma opção, as baterias caseiras hipoteticamente melhorariam o retorno do sistema doméstico em 12 a 42% nos cinco estados examinados.

A extremidade mais alta do intervalo no estudo é para um clima como o de Washington, onde as primeiras tardes podem ver muito sol, mas pouca eletricidade residencial, criando uma oportunidade para as baterias. A extremidade inferior é para o clima da Flórida, onde calor e umidade dirigem sistemas de ar condicionado enquanto o sol está brilhando, mesmo que ninguém esteja em casa.

Na realidade, os consumidores podem vender o excesso de energia de volta à rede na Flórida e, com limites, em Washington.

Energia da Tarde

Nos estados que permitem que os donos de energia solar vendam de volta para a rede ao mesmo preço que as concessionárias cobram dos consumidores, as concessionárias reclamam que os consumidores as estão usando como uma bateria livre.

Embora essa política possa atingir metas ambientais incentivando painéis solares domésticos, ela pode se tornar financeiramente insustentável para as concessionárias. Nevada, em particular, se confundiu com essa questão. O estado reduziu drasticamente a taxa que as concessionárias pagaram aos vendedores de fornecimento fotovoltaico em 2016, o que causou uma reação negativa. Dois anos depois, o estado aumentou as tarifas para 95% da taxa de varejo paga pelos consumidores.

Com informações da Stanford University

Estudo Original DOI: 10.1039/C9SE00127A

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