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domingo, 25 de outubro de 2020

TIPOS DE BATERIA PARA MOTORHOME OU TRAILER

 Baterias


As baterias mais indicadas para o sistema de energia solar são as estacionárias, diferentemente das baterias automotivas, elas suportam um longo período de descarga e duram muito mais tempo.
A bateria automotiva é construída para suportar uma descarga de grande corrente por um período curto de tempo e pode ser recarregada rapidamente, principalmente durante a partida do motor do carro, onde é exigido um grande pico de corrente, mas ela não tem a capacidade de durar longos períodos de descarga, mesmo com corrente baixa.  Assim que o motor do carro é ligado, o alternador já repõe essa carga, mantendo-a sempre carregada.
As baterias estacionárias são um pouco diferentes, elas são fabricadas com materiais mais nobres, as placas de chumbo além de serem mais puras tem espessura maior, tudo para que ela suporte longos períodos de descarga. Por esse motivo elas precisam ser carregadas e descarregadas da maneira correta, para que sua vida útil seja prolongada.
Na maioria das baterias estacionárias é recomendado que a profundidade de carga e de descarga sejam de no máximo 20% de sua potência nominal, ou seja, se você tem uma bateria de 100A/h, deve carregar ela com no máximo 20A/h, da mesma forma você deve drenar dela no máximo 20A/h quando está alimentando seus equipamentos.
Cada fabricante determina seus limites e em seu manual técnico constam algumas tabelas com informações sobre cada modelo, analisando os manuais dos fabricantes BOSCH, FREEDOM E MOURA, podemos identificar uma característica comum aos 3 fabricantes, a recomendação da profundidade de carga e descarga é de no máximo 20% da potência nominal. Se respeitado este limite, os fabricantes garantem uma vida útil de pelo menos 4 anos, ou 1500 ciclos. Um ciclo equivale a uma carga e descarga completas, considerando um ciclo completo por dia, em 4 anos teremos 1460 dias.
Porém, como se pode ver nos gráficos extraídos dos manuais técnicos dos fabricantes mencionados, podemos utilizar nossas baterias de forma menos agressiva. Se o limite é uma descarga de 20%, o que aconteceria se utilizássemos um regime de descarga de 10% ou 15%?

Fig 1 - BOSCH

 

 

Fig 2 - FREEDOM

 

 



Fig 3 - MOURA

 

Notem que nas figuras 1 e 2 a curva de descarga é igual para os fabricantes BOSCH E FREEDOM, assegurando ao consumidor 1500 ciclos, ou seja, uma vida útil de 4 anos se utilizada no regime de 20%. Porém se diminuirmos esse valor de 20% para 15% ou até 10%, nossa bateria poderá atingir até 2500 ciclos, o que em teoria faria com que nossa bateria tenha uma vida útil de 6 anos e 10 meses, nada mal hein?

Na figura 3 observamos que o fabricante MOURA disponibiliza 2 tipos de baterias, a família MF e a MC. Notem que a família MC entrega uma vida útil de 2000 ciclos no regime de 20%, em teoria.

 Sabendo que o ideal é carregar as baterias com algo entre 10%  e 20% de sua potência nominal, afim de prolongarmos a sua vida útil, precisamos dimensionar nossas placas solares de modo que em seu maior pico de eficiência, aquele onde o sol do verão está bem em cima, a potência gerada seja igual ou inferior aos 20% da potência das baterias que farão o armazenamento dessa energia, ou seja, se as placas solares conseguem gerar no máximo 20Ah em condições ideais, precisamos de pelo menos uma bateria de 100Ah, ou maior. Também podemos adotar um regime onde o pico de carga dos painéis atinja no máximo 20% nos horários em que o sol está bem acima, assim teremos a  maior parte do dia com carregamento menor do que os 20% toleráveis e somente atingindo esses 20% em algumas horas do dia. Para a descarga se for possível dimensionar  algo entre 10%  e 15%, com picos em 20%, seu sistema garantirá longa vida as suas baterias. Isso significa que teremos um carregamento um pouco mais rápido durante o dia, aproveitando melhor o sol, e também resultará em baterias com maior longevidade.

E se tivermos 2 baterias de 100Ah, totalizando 200Ah, podemos manter essa mesma quantidade de painel que está gerando 20Ah? A resposta é sim, porém essas baterias vão demorar o dobro do tempo para serem recarregadas.
Alguns cuidados devem ser tomados com relação as baterias afim de que elas durem mais tempo, muita gente pergunta se pode usar o alternador do carro para ligar também as baterias estacionárias, além da bateria do carro que já está instalada.
Ocorrem dois problemas, um deles é que o alternador foi projetado para suprir a necessidade do carro, e somente isto. Colocando mais baterias estamos sobrecarregando o alternador e ele pode acabar queimando. Outro problema é os 20% de limite das baterias, o alternador entrega potência máxima, e dependendo da situação essa potência vai direto para as estacionárias e elas não vão durar tantos anos como deveriam.
 

Como montar o banco de baterias

Outro fator importante sobre as baterias é que ao montar um banco com mais de uma bateria SEMPRE devemos usar baterias com as mesmas propriedades. Para facilitar utilize todas as baterias iguais, mas se você tem alguma limitação de espaço ou algo assim e precisa montar um banco com baterias diferentes, preste atenção a estas regras.
As baterias precisam ter a mesma faixa de tensão de equalização (tensão de carga) e o mesmo coeficiente de carga e descarga (10%, 15% ou 20%)
Estes valores você encontra no manual técnico da bateria ou em uma etiqueta que toda bateria tem onde constam as seguintes informações.
 
Imagem da etiqueta técnica da bateria Freedom

Quadro 1 

Modelo: DF500
12V C-100 40Ah: Significa que em 100 horas ela poderá fornecer no máximo 40A durante o período, ou seja 40A dividido por 100 horas = 0,4A (400mA) por hora durante 100 horas, considerando totalmente carregada até atingir a tensão mínima recomendada que é de 10,5V.
C-20 36Ah: Mesma situação, porém com período menor, 36A dividido por 20 horas = 1,8A  por hora durante 20 horas, e assim por diante.
A imagem abaixo, também extraída do manual técnico FREEDOM, é uma tabela com diversos tempos de descarga e seus respectivos valores.

Tabela de dados da bateria FreedomQuadro 2

Tensão nominal: 12V.
Tensão de flutuação: 13,8V.
Tensão de equalização (carga): 15,5V.
É na tensão de equalização que está o maior perigo, pois fabricantes adotam tensões diferentes e se as baterias forem diferentes uma vai prejudicar e até danificar a outra.
Vamos tomar como exemplo 3 fabricantes nacionais mencionados anteriormente, seus produtos são os melhores do mercado, mas tem diferenças entre si, abaixo uma imagem do manual técnico de cada uma delas.

Bateria Freedom - Heliar


Tensão de equalização/recarga : 14,4V a 15,5V.

Informações bateria Freedom



Bateria Moura


Tensão de equalização/recarga : 14,16V a 14,4V.
Note que aqui a informação está um pouco diferente, 2,36 a 2,40 Volts por elemento (Vpe).
As baterias de 12V de ácido/chumbo tem 6 elementos, basta então multiplicar os 2,36 Vpe por 6, o resultado é 14,16V, onde inicia a carga da bateria, com limite até 14,4V.

 

Informações bateria Moura

Bateria Bosch


Tensão de equalização/recarga : 14,4V a 15,5V.

Informações bateria Bosch


Repare que nas baterias dos fabricantes Freedom e Bosch a tensão de equalização vai de 14,4V até 15,5V, sendo assim quando se monta um banco com baterias que tem faixas de tensão de equalização diferentes, o controlador de carga do painel solar pode considerar as baterias totalmente carregadas somente quando elas chegarem a 15,5V, nesse momento a outra bateria, que suporta até 14,4V já está aquecendo mais do que deveria, como o tempo, e não muito tempo, ela vai perder suas propriedades, vai durar muito menos.
Além disso o uso de um carregador de baterias adequado fará toda a diferença para uma vida útil de longa duração, e esse tema abordaremos nas próximas postagens.

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