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REVIEW: Sistema de Captação Solar em RV’s – 60Hz Energias

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6 de julho de 2021

Em tempos de tecnologia a energia solar está se tornando equipamento obrigatório nos trailers, motor homes e outros veículos de recreação. Há tempos já prevíamos a instalação de placas solares e o incremento de mais capacidade de baterias no nosso Trailer. A 60Hz Energias, empresa especializada em fornecimento de materiais do ramo para trailers e motor homes prontamente se ofereceu para figurar este review. A empresa também se volta para o mercado de veículos de recreação, entendendo as necessidades e diferenças específicas das aplicações na modalidade.

É preciso dizer que em qualquer veículo de recreação é muito difícil obter autonomia total a partir de placas solares. Menos ainda quando o trailer ou motor home é pequeno, como é o nosso caso. Isto porque seria preciso muita área de teto para disponibilizar tantas placas. Outro motivo é que placas solares em construções devem sempre ser dispostas de acordo com a orientação solar e inclinadas de modo a obter a maior incidência possível dos raios do sol. Nos RV’s além de ficarem retas, estacionamos cada dia numa posição e as vezes procurando sombras. Até mesmo a distância das placas em relação ao telhado pode interferir na eficiência do sistema, o que no RV acaba ficando muito “colada” no teto. Portanto é sempre bom considerar que o sistema de energia solar em um trailer ou motor home será um reforço indispensável que sempre perseguirá uma maior eficiência para a carga das baterias.

NOSSO CASO: Nosso trailer é bem pequeno com apenas 3.30m de comprimento. Sendo o teto arredondado e já com claraboia e antenas, nosso espaço útil foi suficiente para apenas duas placas solares, uma de 100W e outra de 150W. Nosso intuito não será de ganhar autonomia, mas sim de aumentar a capacidade que temos com nosso sistema 12V. Tudo no nosso trailer funciona direto na bateria, com exceção do ar condicionado que somente funciona quando há energia externa. Toda iluminação, bombas d’água, geladeira, TVs, decodificadores, roteadores e modem de internet remota e carregadores de celulares estão plugados em nossa bateria. Para aumentar nosso poder de autonomia, a 60Hz ENERGIAS nos enviou duas baterias estacionárias de seu catálogo, uma de 105Ah e outra de 220Ah. Nosso intuito não será de utilizá-las juntas, mas sim administrá-las individualmente dependendo de cada cenário para um melhor aproveitamento. Para completar recebemos um controlador MPPT para gerenciar toda esta energia e concentrar nos acumuladores. Um display remoto com todas as informações e ajustes do controlador facilitam a instalação e o uso do sistema. Todos os cabos e conectores que foram necessários também chegaram junto do kit.

DUAS BATERIAS: Nos diversos equipamentos 12V que possuímos no trailer, todos são de certa forma “economizáveis” no sentido de podermos racionar o uso. Acontece com iluminação, TV e até mesmo no caso das bombas d’água que mesmo em uso são por pouco tempo. Diferente destes, a geladeira acaba sendo o maior elemento de descarga de bateria, pois além de ficar ligada 100% do tempo, não há forma de “economizar” no uso e ainda consome uma boa quantidade de carga. Por isso criamos dois circuitos separados de acumulação de energia. No trailer, também dividimos em dois setores sendo um só pra geladeira e outro para todo o restante. Desta forma poderemos não só destinar cada setor para um circuito diferente, como também ambos para o mesmo circuito ou bateria. Na prática, como utilizamos muito os campings com energia externa, usaremos todos os equipamentos ligados à bateria de 105Ah que estará sendo carregada pelo carregador inteligente. Nossa bateria de 220Ah ficará isolada e sempre sendo mantida pelas placas solares, preservando assim a sua energia reserva e também a sua vida útil quanto aos ciclos de recarga. Quando partirmos para acampamentos “Wild” onde não houver energia, aí sim poderemos deixar a Bateria menor (105Ah) para os demais equipamentos e a maior (220Ah) para a geladeira. Com um sistema de chaves e conexões que iremos expor mais a frente, teremos a liberdade de mudar e inverter toda esta lógica, dependendo da realidade presente a cada momento.

DEMANDA: Para qualquer projeto de energia solar, cabe um cálculo inicial da demanda do imóvel para saber o quanto será necessário de energia e quanto de equipamento o suprirá. Para o nosso caso (e da maioria dos veículos de recreação) isto nem é tão necessário. Primeiro porque dificilmente conseguiremos atender à demanda da quantidade de placas solares no teto e também porque praticamente todos os equipamentos com exceção de ar condicionado e aparelhos de resistência pura, já fazem parte de uma gama atendida e projetada para o número de baterias do banco. Portanto o sistema de captação de energia solar servirá para suprir exatamente este banco de baterias. De posse de nossa “demanda” ditada pela possibilidade das duas baterias e do limite das duas placas solares no teto, chegamos à conclusão que seria possível instalar duas placas solares: Uma de 150W e outra de 100W.

ONGRID/OFFGRID/”RVGRID”: No universo da energia solar, se trata de duas relações do sistema em relação à rede elétrica pública. A que fica ligada à rede e intercala o consumo dela a noite e o fornecimento para ela de dia a partir das placas solares caso exista “sobra” da energia é definida por “ONGRID”. Já o sistema que não fica ligado à rede pública é denominado “OFFGRID”. No caso do nosso uso no trailer ou motor home sempre será “offgrid”, pois não temos relação de “troca” com a rede, apelidamos de “RVGRID” só para destacar que o sistema de baterias e aparelhos consumidores sempre estarão ligados ao carregamento DC que estará ativo sempre que o RV estiver ligado na tomada do camping ou apoio.

UNBOXING: Os produtos da 60Hz ENERGIAS chegaram por transportadora em perfeitas condições. Em 5 volumes, 4 deles enormes, recebemos cada um dos dois painéis solares embalados em suas caixas de papelão que incluíam os conectores MC4 macho e fêmea. As duas baterias também embaladas com o termo e certificado de garantia e mais uma caixa com os cabos 6mm, o controlador MPPT, Display de operação e monitor e dois conectores Mc4 Y para a interligação das placas.

BATERIA FREEDOM DF4001: Produzidas pela conhecida marca Heliar®, a linha Freedom® faz a versão “estacionária” de bateria chumbo-ácido. O modelo DF4001 possui 220Ah de capacidade, pesa quase 61kg e mede 52,5cm de comprimento, 27,5cm de largura e 25cm de altura. Ela possui conector de furo para parafuso.

BATERIA FREEDOM DF1000: O modelo de capacidade de 105Ah pesa 27kg e mede 33cm de comprimento, 17,2cm de largura e 24cm de altura. O conector deste modelo é em barra rosqueável, permitindo o uso e fixação de conexão tipo “anel” com auxílio de porca não inclusa. A marca oferece garantia de 24 meses para todos os modelos de baterias estacionárias.

PLACA RSM-100P: Da marca RESUN, a placa possui 1,02m de comprimento por 67cm de largura com uma altura de 3,5cm. Ela é do tipo poli-cristalina e possui proteção de vidro temperado de 3,2mm. São 36 células com cabos positivo e negativo de 80cm já com conectores MC4. Além da potência máxima de 100W ela tem a tensão máxima de 17,4V e corrente máxima de 5,75A. Pesa 7kg.

PLACA RS6E-150: Da marca RESUN, a placa possui 1,49m de comprimento por 66cm de largura com uma altura de 3,mcm. Ela é do tipo poli-cristalina e possui proteção de vidro temperado de 3,2mm. São 36 células com cabos positivo e negativo de 80cm já com conectores MC4. Além da potência máxima de 150W ela tem a tensão máxima de 17,9V e corrente máxima de 8,38A. Pesa 11,5kg.

CONTROLADOR: Como nossa capacidade de placas é pequena, o controlador enviado foi o modelo de 20A com DISPLAY – MPPT – MC2420N10 – SRNE. O sistema MMPT transforma as relações de tensão e corrente para converter toda a energia captada para as baterias. Trabalha com diversos tipos de bateria, possui controle te temperatura e diversos sistemas de proteção. O Display é remoto, permitindo que o controlador seja instalado em um local de difícil acesso, mais escondido e abrigado, porém ventilado.

DISPLAY RM-6: Acompanhante do controlador, possui um cabo de 1,8m para controle remoto. Ele possui conector e furos para ser parafusado em parede ou móvel. N painel se pode acompanhar todas as leituras do carregamento e carga e também ajustar as configurações de baterias e voltagens preferidas.

CABOS FOTOVOLTAICOS: De cores preta e vermelha, possuem bitola de 6mm² em cobre estanhado com encordoamento classe 5 e isolamento termofixo e anti-chamas. Muito importante para este tipo de aplicação, detém proteção UV (Raios Solares Ultra-Violeta). No nosso caso, foram enviados 14m de cada cor.

CONECTOR MC4-ST01: Os conectores (macho e fêmea) já vêm soldados no chicote da placa solar. Outro par também veio solto para a ligação dos cabos de distribuição.

CONECTOR MC4 Y: Adaptador de conexão MC4 macho e fêmea para a interligação das placas no sistema “2 estradas/1 saída” que permite a ligação das placas em paralelo.

INSTALAÇÃO: Após a abertura das caixas e a separação dos equipamentos, iniciamos um estudo do circuito a ser instalado no trailer. Já possuímos um duto de saída de cabos no teto desde a instalação de nossas antenas de TV e internet e o norteamento do nosso sistema se deu por este canal. As placas já teriam as posições pré-determinadas e agora seriam ajustadas dentro de cada espaço. O cabo de descida passaria por uma das laterais do trailer e atravessaria para o outro lado onde estão as baterias por baixo do assoalho do trailer. Nossa maior dúvida foi na definição do local do controlador. Apesar de nossa vontade ser do controlador ficar junto das baterias, não teríamos local adequado para a instalação do display. Já no lado oposto (da descida dos cabos) o display ficaria no local que desejávamos, ou seja, perto da porta. Nossa instalação se iniciou pela instalação das baterias. Depois passamos os cabos de descida e transposição seguido da fixação das placas solares. O controlador foi a penúltima etapa seguido da instalação do display. Como são várias etapas, trataremos de cada uma separadamente.

BATERIAS (Instalação): Além da questão de espaço e também de distribuição de peso, a escolha do local das baterias também englobam questões técnicas de dimensionamento de cabos. Ocorre que na alimentação de 12V, a corrente tende a ser muito maior do que no sistema convencional de 110V e 220V e a perda diante do comprimento do cabo mesmo que grosso, é bem mais desfavorável. Escolhemos então locais onde as baterias ficassem próximas uma da outra e ambas dos sistemas de distribuição. Além de estarem do lado oposto da geladeira que também é bem pesada, posicionamos as baterias o mais próximo do eixo do trailer. A bateria de 220A foi instalada mais a frente. Uma grande preocupação que tivemos foi com o isolamento delas em relação ao ambiente interno. As baterias possuem respiros onde os gases delas escapam para o lado externo e eles são muito prejudiciais à saúde. Principalmente quando desgastadas, esses gases se tornam óbvios devido o aquecimento constante no carregamento. No caso do trailer onde ficamos muitas vezes enclausurados pelo frio ou uso de ar condicionado, fizemos questão de criar cápsulas fechadas com dutos de ventilação para o lado externo do trailer. Assim qualquer escape de gases e ácidos passarão longe de nossa respiração. A segunda bateria, a de 105Ah ficou logo atrás do eixo, no baú da central elétrica. Ambas foram fixadas no assoalho e protegidas por um encapsulamento isolado feito de madeira, metal e fórmica. A bateria maior conta com um cano de 40mm ligando a sua clausura com o respiro do ar condicionado (unidade externa do split) e a menor através de um furo no assoalho.

PLACAS SOLARES (Instalação): Para fixar as placas no teto, encontramos a maior dificuldade. O ideal seria acertar a estrutura principal de madeira nas travessas do teto, o que fica praticamente inviável “casar” todas. Utilizamos algumas peças em aço galvanizado para fazer a fixação e encaixe das placas junto ao teto. Tratam-se se peças de junção (“reta” e “de canto”) de eletrodutos do mesmo material e que se mostraram uma boa solução. Para a placa de 150W que é maior e mais pesada, na parte “frontal” em relação ao trailer (que receberá a maior pressão do vento na estrada), utilizamos as cantoneiras aplicadas tanto no teto do trailer quanto na própria placa. Assim pudemos “encaixar” ambas para uma maior resistência. Na parte oposta utilizamos os perfis retos, antes fixados nas placas e posteriormente parafusados no teto de chapa do trailer. A placa de 100W (menor) utilizamos oito pontos de fixação em perfis retos. Devidamente parafusados, tanto no momento anterior ao pensamento como após a fixação, foi aplicado poliuretano preto para total vedação evitando infiltrações.

PLACAS SOLARES (Chicotes): Como a distância das placas no trailer eram um pouco maiores do que o alcance dos cabos originais das mesmas, fizemos a substituição do chicote de uma delas (a maior) para que pudéssemos interligar as placas e conectá-las ao controlador sem a necessidade de extensões de conectores MC4. O serviço foi simples. Bastou abrir a caixa nas costas da placa e dessoldar ambos os cabos originais trocando pelos cabos que acompanharam o kit. Deixamos 1,20m, suficiente para alcançar o chicote da outra placa. Também foi preciso dessoldar os conectores MC4 e ressoldá-los no novo chicote.

PLACAS SOLARES (Ligação): Diante das possibilidades de ligação das placas em paralelo ou em série, levamos em consideração os seguintes quesitos para a nossa decisão. Temos duas placas de potências diferentes. Também temos posicionamentos com pequenas inclinações opostas entre ambas. Nosso circuito de cabos será curto. Portanto a ligação EM PARALELO se faz mais viável, pois em caso de sombreamento de uma das placas, inviabilizaria o uso da outra, o que na aplicação em RV é muito frequente. Então bastou utilizarmos os conectores “Y” para ligar “positivo com positivo” e “negativo com negativo” e também conectar os cabos de descida com destino ao controlador.

A descida se deu pelo mesmo duto que já havíamos construído há anos atrás quando instalamos nossas antenas. Ali nenhum cabo ficará exposto no interior do trailer, pois conta com acabamentos na marcenaria e segue correndo atrás da geladeira. Na ponta dos cabos de descida foram soldados os conectores MC4 extras que acompanharam o kit. Passados para dentro do trailer, os fios correram atrás da geladeira até chegar no nicho abaixo dela onde ficará o controlador.

Para garantir a resistência contra intempéries dos cabos e conectores, aplicamos fita de auto-fusão em todas as conexões, tornando tudo impermeável, mas de fácil retirada em caso de manutenção. Sempre complementamos a aplicação destas fitas com fita isolante. No caso dos cabos, mesmo sendo de tratamento UV e feitos para ficar no tempo, aplicamos espaguetes e conduítes extras para que esta durabilidade de torne ainda maior. Sabemos que o sol castiga muito a “casca” metálica do teto do trailer que também recebe chuva, poeiras, ventania da estrada e até galhos de árvores.

CONTROLADOR (escolha do local): Devido ao pouco espaço que temos no trailer o nosso desejo de ter o controlador logo ao lado das baterias foi frustrado. Não teríamos um local bacana para o display de comando cujo cabo não é tão longo para atravessar o trailer e ser colocado no local que desejávamos – logo ao lado da porta. Sem nenhum problema em relação à ligação, optamos pela instalação do controlador no armário logo abaixo da geladeira. Esta é uma grande vantagem de se contar com um display remoto de monitoramento o comando ao invés de tudo isto estar no corpo do próprio dispositivo. Preparamos uma madeira a ser fixada sob a geladeira. Nela será parafusado o controlador, mas com um isolamento metálico para a segurança da dissipação de calor. Posicionado o mais acima possível no armário, o controlador fica protegido e não atrapalha na guarda de objetos ali. Vale lembrar que o armário conta com a ventilação das grades externas da geladeira.

Após ligarmos os cabos de descida vindos das placas solares, iniciamos também o cabeamento que levará a energia controlada até a bateria. Para isto, furamos o assoalho para passar os cabos até o lado oposto onde os acumuladores estão instalados juntamente da central elétrica do trailer. Utilizamos os mesmos cabos, mas para garantir que não haja perdas na alimentação das baterias dobramos a capacidade, passando dois cabos positivos e dois negativos neste trecho. Já que a voltagem estará controlada para o mais baixo dentro dos valores de carga, os condutores que somarão 12mm² estarão suficientes para o trabalho.

LIGAÇÃO DAS BATERIAS: Como temos duas baterias e também dois setores de uso (geladeira + restante dos equipamentos) utilizaremos um chaveamento para não só escolher qual bateria servirá qual setor, como também qual das duas baterias será carregada pelo controlador. Para isso utilizamos pares de disjuntores monopolares que farão a função de chaves (interruptores) e fazer a comutação, ligação simultânea ou o desligamento de cada escolha.

A posição que escolhemos para o dia a dia nas viagens é tudo ligado na bateria de 105A, inclusive a geladeira. Como ficamos plugados na rede elétrica usualmente nos campings ou no carro em movimento, mantemos a carga na bateria pequena com o carregador inteligente. Decidimos isto para “gastar” os ciclos da bateria menor e preservar a bateria de 220A. Tendo plugado na rede, mantemos a carga solar na bateria grande para mantê-la sempre cheia e assim que permanecemos um tempo sem luz 220V, mudamos a carga solar para a bateria pequena.

LIGAÇÃO DO DISPLAY E OPERAÇÃO: A última parte da instalação foi a mais simples de todas. Escolhemos o local do display onde pudéssemos abrir uma mínima passagem para o fio junto com o conector. Aí foi só fixar o display na parede e conectá-lo no controlador.

Seguindo o detalhado manual de instruções, temos todas as informações necessárias de operação e ajustes. O primeiro passo é ajustar o sistema de acordo com a sua configuração e também os valores de carga.

AJUSTES E CONFIGURAÇÕES: mantendo apertada a tecla enter, navega-se pelas configurações básicas do seu sistema. A primeira é o tipo de bateria que você utiliza. Nesta seção é importante entender que cada tipo de bateria possui valores diferentes para cargas e flutuação, podendo estes valores serem ajustados manualmente, como fizemos no nosso caso. Escolhido o modo “USE” neste ponto, o menu libera para os ajustes. O primeiro é a voltagem do sistema, se de 12V ou 24V. Depois os três níveis de voltagem para os modos de carregamento “Float” (flutuação), “Equalize” (Equalização) e “boost” (Impulso de carga). Por último, temos os valores de subtensão da bateria quando ela atinge um limite mínimo onde o controlador se desconecta do sistema. O primeiro valor é o que reconectará a carga após a desconexão, o que deve ser maior sempre que o da desconexão. O segundo é o valor que, ao atingir na bateria baixa, o controlador parará de enviar carga. Após todos os ajustes, é importante frisar que não adianta abandonar o display, pois apesar de depois de algum tempo ele retornar para a tela de monitoria, os valores ajustados não serão gravados. Para isto acontecer, deve-se manter a tecla “ENTER” apertada por dois segundos.

LEITURAS E MONITORAMENTO: No uso comum no dia a dia, bastam alguns toques no botão SELECT para alternar as leituras sobre a situação do conjunto naquele momento. A primeira tela é uma forma mais completa que ilustra a situação da placa solar. A representação desta mandando carga para a bateria e também o controlador enviando para o consumo interno. Esta seria a posição de nossa escolha, se não tivéssemos um voltímetro que indica a situação de nossa bateria. Depois temos telas que indicam a tensão que está saindo das placas solares, a tensão da bateria somente, a capacidade da bateria em porcentagem e depois a corrente de carregamento. Esta é a tela que escolhemos para ficar fixa no nosso display. Como acompanhamos muito o nosso sistema por meio da capacidade (em Ah) da bateria, pela corrente do carregador elétrico (em A) e também pelo consumo dos equipamentos, acabamos tendo uma noção do quanto estamos “ganhando” de carga solar quando vemos os amperes que estão entrando ali naquele momento. Depois disso, temos ainda as telas de potência medida em watts, quantidade de ampéres x hora presumido para o dia, temperatura da unidade do controlador e por último, indicação de erros. A indicação E0 significa que nenhum erro está sendo acusado pelo sistema. Outros numerados estão indicados no manual de instruções, o que poderá acusar aonde está o problema do possível não funcionamento.

USO: Após a instalação do sistema da 60Hz ENERGIAS, passamos alguns meses fazendo testes. Como temos o sistema de duas baterias isoladas, escolhemos deixar apenas a bateria de 105A para uso de todo o trailer (inclusive a geladeira), deixando a de 220A desconectada e sendo preservada dos ciclos de recarga. Desta forma, como mantemos nosso trailer sempre plugado na eletricidade mesmo quando estacionado, deixamos a bateria menor sendo recarregada pelo carregador inteligente e esta também servindo o trailer. Já a bateria menor fica conectada direto no carregador solar para que este a mantenha sempre em flutuação e carga plena. Quando estamos em viagem, continuamos a manter apenas a bateria menor servindo todo o trailer, mas agora, sem estar plugado na rede, o carregador solar passa a carregar a bateria menor suprindo parte de suas perdas. Esta escolha se dá pelos disjuntores que preparamos para esta finalidade e durante nossas quatro viagens de teste tudo funcionou sem qualquer problema. Na viagem mais longa que fizemos, onde passamos 3 dias sem plugar o trailer na elétrica externa, as placas solares nos deram uma ótima sobrevida.

Como dissemos no início desde review, a posição das placas (totalmente horizontal) e a pouca capacidade de área do teto do trailer para muitas placas, impede que possamos ter autonomia total. Longe disso, a carga solar das baterias acaba sendo um reforço importante para o nosso uso. No caso destes três dias de uso, não seria possível somente com a carga da bateria, mas com o “ganho” que tivemos nos dias em que as placas converteram o raio solar em eletricidade, pudemos passar sem que fosse necessário comutar o trailer para a segunda bateria (maior). Só este fato já nos deixa satisfeitos com o novo equipamento que, aliado a um racionamento de energia e o uso da segunda bateria de mais capacidade, poderemos nos manter mais dias desplugados e no meio da natureza. Tudo vai depender na insolação, temperatura ambiente e o uso de nossos equipamentos. Além de todos esses quesitos citados, nos deixa tranquilos o fato de sabermos que ao estacionarmos ou guardarmos o trailer em algum local que não há energia elétrica por semanas ou meses, poderemos contar com o sistema solar para manter nossas baterias vivas.

PREÇO: Como a diferença do envio dos produtos em 2020 e da data da publicação do review em meio de 2021, os preços podem variar muito devido ao Dólar, já que a grande maioria dos produtos é importada. Mas na loja oficial da 60Hz ENERGIAS é possível consultar todos os preços. ONDE COMPRAR: Na loja virtual própria da 60Hz ENERGIAS. Os valores variaram de R$ 4.000 a R$ 4.700,00 para o kit todo incluindo as baterias.

REVIEW – PRODUTO e Local: Este equipamento foi enviado pela 60Hz Energias que confiou no know-how do MaCamp para testar seus produtos na seção de Reviews. A instalação foi feita em Paraty-RJ e os testes foram feitos em viagens pelos Estados de RJ, SP, PR, SC e RS.