Este memorial explica passo a passo como são calculados os componentes de um sistema fotovoltaico off-grid: número de painéis solares, capacidade de baterias, potência do inversor e estimativa de custos.
1️⃣ Passo 1: Calcular Energia Diária Necessária
Fórmula:
Energia Diária (kWh/dia) = Consumo Mensal (kWh) ÷ 30 dias
Esta é a quantidade de energia que o sistema precisa fornecer todos os dias para atender ao consumo médio.
2️⃣ Passo 2: Determinar DoD (Profundidade de Descarga) pela Vida Útil e Autonomia
Fórmula:
Ciclos por Ano = 365 ÷ Dias de Autonomia
Ciclos Totais = Vida Útil (anos) × Ciclos por Ano
DoD Alvo = f(Ciclos Totais, Tipo de Bateria)
O DoD determina quanto da capacidade da bateria pode ser usada por ciclo. Com mais dias de autonomia, a bateria faz menos ciclos por ano (365 ÷ dias de autonomia), o que permite um DoD maior mantendo a mesma vida útil.
Exemplo:Vida útil de 20 anos, 1 dia autonomia → 20 × (365÷1) = 7300 ciclos → DoD ≈ 43% (LiFePO4)
💡 Dica:Baterias LiFePO4 permitem DoD maiores (50-80%) que baterias AGM (30-50%) para a mesma vida útil.
📊 Valores de referência:
O app usa tabelas de ciclos vs DoD baseadas em dados de fabricantes e normas técnicas
Para LiFePO4: ~5000-10000 ciclos com DoD de 25-50%
Para AGM: ~500-1500 ciclos com DoD de 30-50%
O DoD é calculado automaticamente interpolando entre os valores da tabela
3️⃣ Passo 3: Calcular Capacidade Necessária de Baterias
Fórmula:
Capacidade por Vida Útil = Energia Diária ÷ DoD
Capacidade por Autonomia = Energia Diária × Dias de Autonomia ÷ DoD
Capacidade Necessária = Máximo(por Vida Útil, por Autonomia)
Calculamos a capacidade necessária por dois critérios e escolhemos o maior: um para garantir a vida útil desejada e outro para garantir os dias de autonomia sem sol.
Exemplo:5 kWh/dia, DoD 60%, 3 dias autonomia → Máximo(5÷0.6=8.3 kWh, 5×3÷0.6=25 kWh) = 25 kWh
4️⃣ Passo 4: Calcular Número de Baterias
Fórmula:
Número de Baterias = Arredondar para Cima(Capacidade Necessária ÷ Capacidade por Bateria)
Capacidade Real Instalada = Número de Baterias × Capacidade por Bateria
Energia Utilizável = Capacidade Real × DoD
Arredondamos para cima para garantir que temos capacidade suficiente. Para tensões 24V e 48V, garantimos número par de baterias para facilitar a montagem em série/paralelo.
Energia a Gerar = Energia Utilizável do Banco ÷ Eficiência do Sistema
Potência Necessária (W) = Energia a Gerar (kWh/dia) × 1000 ÷ HSP (horas de sol pleno)
Número de Painéis = Arredondar para Cima(Potência Necessária ÷ Potência por Painel)
Os painéis precisam gerar energia suficiente para recarregar as baterias, considerando perdas do sistema (cabo, MPPT, inversor). Usamos HSP (Horas de Sol Pleno) para estimar a geração diária.
HSP (Horas de Sol Pleno) = 5 horas/dia — Valor médio conservador para o Brasil. Representa o número médio de horas por dia que o sol fornece energia equivalente ao pico (1000 W/m²).
Eficiência do Sistema = 80% (perdas de 20%) — Considera perdas em cabos DC (2-3%), MPPT (2-5%), inversor (5-10%), baterias (5-10%), temperatura dos painéis (5-10%) e sujeira (2-5%).
⚛️ Lei Física Aplicada — Conservação de Energia:
A energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. Os painéis transformam luz solar em eletricidade, mas parte dessa energia se perde durante o processo (como calor, atrito, etc.). Por isso, precisamos gerar mais energia do que consumimos para compensar essas perdas.
6️⃣ Passo 6: Dimensionar o Inversor com MPPT Integrado
Fórmula:
Consumo Médio Horário = Energia Diária (kWh) ÷ 24 horas
Consumo de Pico = Consumo Médio Horário × Fator de Pico (5x)
Potência Mínima do Inversor (kW) = Máximo(Consumo de Pico, 1 kW mínimo)
Em sistemas off-grid, todos os inversores modernos já vêm com MPPT integrado. O inversor converte DC das baterias para AC da casa e deve ter capacidade para o consumo de pico típico de uma residência. O fator de pico de 5x considera que o consumo não é constante ao longo do dia. Além disso, o inversor escolhido deve ter capacidade MPPT suficiente para suportar a corrente máxima dos painéis.
Fator de Pico = 5.0 — O consumo de pico é aproximadamente 5 vezes maior que o consumo médio horário. Baseado em práticas da indústria e normas técnicas para dimensionamento de inversores.
Inversor mínimo = 1 kW — Garante capacidade mínima para atender cargas básicas mesmo em sistemas pequenos.
MPPT Integrado — Em sistemas off-grid modernos, todos os inversores já incluem controlador MPPT integrado, eliminando a necessidade de componente separado.
7️⃣ Passo 7: Verificar Capacidade MPPT do Inversor
Fórmula:
Potência Total dos Painéis = Número de Painéis × Potência por Painel (W)
Corrente Máxima Necessária = Potência Total dos Painéis ÷ Tensão do Banco (V)
Se Capacidade MPPT do Inversor < Corrente Máxima Necessária, aumenta potência do inversor até encontrar um com MPPT adequado
Verifica-se se o inversor escolhido tem capacidade MPPT integrada suficiente para os painéis. A corrente necessária é calculada dividindo a potência total dos painéis pela tensão do banco de baterias. Se o inversor inicial não tiver MPPT suficiente, escolhe-se um inversor maior até encontrar um com capacidade adequada. Isso garante que o sistema funcione corretamente sem necessidade de MPPT separado.
Os preços podem ser personalizados na página de configurações. Os valores são convertidos automaticamente para a moeda do idioma selecionado (R$ para português, € para italiano).
O consumo médio mensal representa a quantidade de energia elétrica que você utiliza por mês, medida em quilowatt-hora (kWh). Este valor é usado para calcular a energia diária necessária e dimensionar todo o sistema fotovoltaico. Você pode encontrar este valor na sua conta de luz.
ℹ️dias
Os dias de autonomia representam quantos dias consecutivos o sistema deve conseguir fornecer energia sem receber luz solar. Por exemplo, se você configurar 3 dias de autonomia, o sistema será dimensionado para armazenar energia suficiente para funcionar por 3 dias mesmo sem sol, garantindo funcionamento durante períodos nublados ou chuvosos.
ℹ️anos
A vida útil desejada é o número de anos que você espera que o sistema funcione antes de precisar substituir as baterias. Baterias LiFePO4 podem durar até 25 anos com uso adequado, enquanto baterias AGM (chumbo-ácido) geralmente duram de 1 a 5 anos. Quanto maior a vida útil desejada, menor será o DoD (profundidade de descarga) diário para preservar as baterias.
DoD Diário: --%
ℹ️
R$
O custo da energia elétrica por kWh é o preço que você paga pela energia da rede elétrica. Este valor é usado para calcular a economia financeira do sistema solar ao longo do tempo. Você pode ajustar este valor para simular diferentes cenários de tarifa ou projeções futuras.
ℹ️
%
O aumento anual do custo da energia representa a taxa percentual de crescimento do preço da energia elétrica ao longo dos anos. Este valor é usado para calcular a economia acumulada considerando que a energia fica mais cara com o tempo. O valor padrão é baseado no histórico dos últimos 50 anos no Brasil e na Itália.
ℹ️
R$
O preço da bateria por kWh representa o custo unitário de capacidade de armazenamento de energia. Este valor varia conforme o tipo de bateria (LiFePO4 é mais caro que AGM) e o mercado. Você pode ajustar este valor para simular diferentes custos de baterias e ver como isso afeta o custo total do sistema.
O período de análise do gráfico define quantos anos serão considerados na análise financeira de amortização e lucro líquido. Use o slider para ajustar entre 5 e 60 anos, ou digite diretamente no campo para valores maiores (até 200 anos).