Barramento 24 V4200 W contínuosMPPT 120 APV 60–500 VDC~6200 W de campoDoD 80 %cabos DC dimensionados

Guia GSIKE para dimensionar um sistema autónomo de 4 kW 24 V

Dimensionar um sistema autónomo é a etapa que determina se o sistema vai funcionar ou não. Neste guia, explicamos como calcular os painéis, a bateria e os cabos para o inversor GSIKE 4200 W 24 V.

Comece por listar os aparelhos que quer alimentar e o respetivo consumo diário em Wh. É o ponto de partida de todo o cálculo.

Seja meticuloso ao fazer a lista. Não se esqueça dos aparelhos em standby: o router, os carregadores, a televisão em espera. Parecem insignificantes, mas somam entre 50 e 100 Wh por dia e, se os omitir, o sistema ficará aquém e a bateria descarregar-se-á antes do previsto.

Depois, pense na sazonalidade. No verão há mais sol e os painéis produzem mais, mas usa mais aparelhos (ventoinha, frigorífico a trabalhar mais). No inverno há menos sol, mas consome menos sem climatização. Dimensione para um dia médio, nem o melhor nem o pior.

Ao posicionar os painéis, a inclinação e a orientação são importantes. Um telhado virado a sul, com a inclinação certa, oferece o máximo; se os painéis estiverem no chão ou parcialmente à sombra, será necessária mais superfície para obter a mesma produção.

Não se esqueça da proteção. O campo solar pode gerar uma tensão elevada em pleno sol, por isso são necessários fusíveis e um descarregador no lado DC, o mais perto possível dos painéis e da bateria.

Ao escolher a secção dos cabos, deixe uma margem para o futuro. Se hoje instalar 25 mm² e no próximo ano quiser acrescentar painéis, talvez tenha de refazer o traçado. É por isso que recomendamos uma secção acima do mínimo atual.

E se viver numa zona com trovoadas, instale uma proteção contra sobretensões também na saída AC e verifique a ligação à terra, que é fundamental para a segurança do sistema.

Prima di toccare qualcosa, ricordiamo le grandezze. Un pannello da 400 W dà circa 40 V a circuito aperto e circa 10 A in condizioni standard. Se metti tre pannelli in serie, la tensione si somma (120 V) e la corrente resta; se ne metti tre in parallelo, la corrente triplica e la tensione resta. L'MPPT del GSIKE lavora tra i 60 e i 500 V DC, quindi serie da 2 a 12 pannelli da 400 W entrano ampie.

L'errore più comune è confondere la tensione del pannello con la tensione della batteria. I pannelli producono tra alcune decine e diverse centinaia di volt DC; la batteria è 24 V. Il regolatore MPPT si occupa di questo dislivello: preleva l'energia dal pannello alla tensione ottimale e la consegna alla batteria a 28,8 V. Ecco perché puoi mettere pannelli ad alta tensione in serie senza pericolo per il banco.

Otro error frecuente es dimensionar la batería por la energía (Wh) y olvidarse de la corriente (A). El GSIKE de 4200 W, a menos de 24 V, requiere del orden de 175–200 A continuos del banco. Si tu batería de 100 Ah solo admite 50 A de descarga continua, se protegerá y el inversor se apagará. Necesitas una LiFePO4 de 24 V que soporte esa corriente, no solo los Wh que buscas.

Per i fusibili: sul polo positivo della batteria, il più vicino possibile al morsetto, metti un fusibile DC dimensionato da 1,25 a 1,5 volte la corrente massima del tronco. Su un sistema da 200 A, questo dà un fusibile di circa 250 A. Sul lato pannelli, il fusibile di stringa protegge ogni serie. Sono pezzi economici che evitano un incendio se un cavo si sfilaccia.

L'interruttore DC e il differenziale non devono mancare. L'uscita 230 V dell'inverter deve passare da un magnetotermico che stacca in caso di sovraccarico e un differenziale che protegge le persone. Sono elementi che un installatore mette per mestiere, ma se monti da solo, non lesinare per risparmiare.

Pensemos en el autoconsumo. Las horas de sol equivalentes al día son lo que multiplica la potencia de tu campo. En la Italia continental puedes contar con 4–5 horas pico en verano y 2–3 en invierno. Un campo de 3000 Wp, con 4 horas pico y un rendimiento global del 80 %, produce unos 9,6 kWh al día en verano. Esa es la cifra que debes comparar con tu consumo.

E sulla batteria, applica la regola dell'80 %. Le LiFePO4 ammettono di scendere fino all'80 % della loro capacità útil de rutina sin desgastarse. Una batería de 100 Ah a 25,6 V almacena 2560 Wh; como capacidad útil, unos 2048 Wh. Es lo que puedes consumir por la noche sin remordimientos. Si la dimensionas para un día de autonomía, duplica o triplica esa cifra.

Uma nota sobre a orientação: no hemisfério norte, os painéis ficam virados a sul, com uma inclinação próxima da latitude do local. Em Itália, uma inclinação entre 30 e 45 graus é uma boa escolha. Se os colocares na horizontal ou virados a este, a produção diminui e será necessária mais área para obter a mesma produção.

E se tiveres sombras parciais de árvores ou chaminés, um painel à sombra reduz a produção de toda a série. Nesse caso, é melhor dividir o campo em séries curtas ou optar por otimizadores por painel. Para uma pequena instalação, muitas vezes basta mudar os painéis de sítio para que apanhem sol pleno nas horas centrais.

Vejamos os números de um caso muito típico: uma casa de campo que usa iluminação LED (20 Wh/dia), um frigorífico pequeno (150 Wh/dia), um router (50 Wh/dia), carregadores de telemóvel e computador (80 Wh/dia) e uma bomba de pressão que funciona 10 minutos por dia (30 Wh/dia). Total: cerca de 330 Wh por dia. Com 4 horas de pico, um campo de 1200 Wp produz cerca de 3,8 kWh por dia, mais do que suficiente; uma bateria de 50–60 Ah a 24 V cobre a noite.

A cablagem DC entre a bateria e o inversor é onde se perde mais energia se a instalação for mal feita. Abaixo dos 24 V, a corrente é elevada: 4200 W divididos por 24 V são cerca de 175 A. Se usares um cabo demasiado fino, aquece e perdes tensão, e o inversor entra em alarme de subtensão. É por isso que a tabela de secções aumenta de 25 mm² (curto) para 50 mm² (longo). Não poupes aqui: o cobre custa pouco em comparação com uma paragem da máquina.

A cablagem dos painéis, por sua vez, funciona com alta tensão e baixa corrente, por isso os cabos solares de 4 mm² chegam para séries de um certo comprimento. Aqui, a secção não é assim tão crítica; o importante é usar um cabo solar MC4 adequado para exteriores e não fazer emendas com cabo elétrico normal.

E insistimos no fusível da bateria: deve ficar no positivo, a menos de 20 cm do terminal, dimensionado para 1,25–1,5 vezes a corrente máxima. Se um cabo tocar na chapa do veículo ou do quadro, o fusível funde-se e evita um curto-circuito. É a peça mais barata e mais importante de toda a instalação.

Pensemos agora no inverno. Em Itália, em dezembro, as horas de pico descem para 2–3. Um campo que produz 10 kWh por dia no verão produz 4–5 no inverno. É por isso que deves dimensionar o campo a pensar no pior trimestre, não no melhor. Se dimensionares para julho, em fevereiro ficarás aquém; se dimensionares para novembro, no verão haverá produção excedentária que poderás usar para carregar mais.

E quanto à autonomia: quantas noites queres aguentar sem sol? Se dimensionares o sistema para uma noite, uma bateria de 100 Ah chega; se dimensionares para três dias seguidos de céu nublado, são necessários 200–300 Ah. Numa casa de fim de semana, muitas vezes uma noite chega; numa habitação permanente, triplica o consumo diário para ficares descansado.

Para concluir, um conselho do instalador: comece pelo desenho. Desenhe onde vão ficar os painéis, onde ficará o inversor, onde ficará a bateria e por onde passarão os cabos. Um desenho evita ter de passar cabos por onde não queria e que a distância entre a bateria e o inversor seja de 6 m em vez dos 2 m previstos. Meça duas vezes, corte uma.

Vejamos um segundo exemplo, desta vez para uma oficina de jardinagem com um consumo um pouco mais elevado. Suponhamos que a oficina utiliza uma luz fluorescente (40 Wh), um pequeno ferro de soldar que funciona 20 minutos por dia (200 Wh), um compressor que arranca de vez em quando (150 Wh) e carregadores de ferramentas (100 Wh). Total: cerca de 490 Wh por dia. Neste caso, recomendamos um campo de 2000–2500 Wp (5–6 painéis de 400 W) e uma bateria de 60–80 Ah a 24 V. O GSIKE faz funcionar as duas saídas AC sem pestanejar.

Um erro frequente é dimensionar a bateria para o pico de potência em vez de para a energia. O pico de potência é fornecido pelo inversor e pelo banco no momento do arranque; a energia é aquilo que lhe permite durar durante a noite. São necessários ambos: um banco que suporte a corrente de 175 A e, além disso, os Ah que lhe proporcionam a autonomia pretendida. Uma bateria de 100 Ah que só admite 50 A de descarga não serve para um inversor de 4200 W.

Outro pormenor que se esquece: a queda de tensão na cablagem dos painéis. Mesmo a trabalhar com alta tensão, um cabo comprido e fino perde alguma tensão. Para séries longas, use cabo solar de 4 mm² e não ultrapasse os 15–20 m por string sem justificar a secção. Se a instalação for muito grande, meça a queda e ajuste.

E o interruptor DC. Entre os painéis e o inversor, convém ter um seccionador DC que lhe permita desligar o campo sem ter de subir ao telhado para tapar os painéis. É um componente barato que torna a manutenção muito mais segura. Do lado AC, um disjuntor magnetotérmico e um diferencial completam a proteção.

Para terminar, a pergunta que surge mais vezes: e se exceder a potência dos painéis? O GSIKE aceita até cerca de 6200 W no máximo. Se instalar 7000 W, o MPPT simplesmente não poderá captar mais do que permite; não se avaria, mas estará a pagar por painéis que não aproveita. É por isso que recomendamos ficar abaixo do limite, não ultrapassá-lo.

Um último cálculo prático. Suponhamos que se dimensiona para um consumo de 500 Wh por dia. Com 4 horas de pico e um rendimento de 80 %, precisa de um campo de 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp... Parece pouco, mas lembre-se de que este cálculo vale para um dia de sol. Se dimensionar para o inverno, com 2,5 horas de pico, o mesmo consumo requer 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. E se quiser uma margem, duplique. É por isso que uma pequena casinha acaba por usar 1500–2000 Wp, e não 300 Wp.

Quanto à bateria, um último conselho: não compre a capacidade com base no que acha que consome, mas sim no que mede. Se puder, instale primeiro o sistema no modo sem bateria do GSIKE, consulte a aplicação durante duas semanas e, com esse valor real, encomende a bateria. É muito melhor do que encomendar às cegas e acabar com uma capacidade insuficiente ou excessiva.

E se, a dada altura, tiver dúvidas sobre os cálculos, peça uma revisão. Um instalador qualificado cobra pouco para analisar o seu esquema e as secções dos cabos. Essa hora de revisão evita-lhe um erro de dimensionamento que poderia custar centenas de euros. L eletricidade a 24 V e 500 V DC não perdoa cálculos feitos a olho.

Para terminar o guia, uma recomendação sobre a ordem de compra. Primeiro, o inversor GSIKE 4200 W. Segundo, 3–6 painéis de 400 W, consoante o consumo diário. Terceiro, a bateria LiFePO4 de 24 V com comunicação, da capacidade que tiver calculado. Quarto, fusíveis, seccionadores e cabos. Com essa ordem, não compra nem a mais nem a menos e, se entretanto mudar de ideias, tem margem para ajustar.

E lembre-se de que este guia é um ponto de partida, não uma receita fechada. Cada telhado, cada consumo e cada orçamento são diferentes. Se os cálculos derem um valor intermédio, arredonde para cima os painéis e a bateria: é melhor ter alguma margem do que ficar aquém. Com o GSIKE no centro do sistema, o limite de 6200 W de painéis dá-lhe bastante margem para crescer sem mudar de inversor.

Quando tiver os números, a ficha técnica completa do GSIKE 4200 W servirá de referência para confirmar que o banco de 24 V e o campo de painéis que calculou estão dentro dos limites do aparelho. E se surgir alguma dúvida durante a instalação, o nosso apoio em italiano dá-lhe uma ajuda.

No fim de contas, dimensionar um sistema não passa de aplicar três cálculos: consumo diário, horas de sol de pico e rendimento do conjunto. Com esses três dados e a tabela deste artigo, tem o essencial para encomendar o GSIKE 4200 W e os componentes compatíveis, sem comprar em excesso nem ficar aquém.