Baterias Estacionária calculoss

[valterleite]

Boa noite,

 

Preciso ligar em uma área remota da granja:

 

TEMPO 24 HORAS:

1 Freezer 41,6kwh/mes

 

TEMPO 12 HORAS:

 

4 lampadas de led branco frio de 15w 

1 Computador com Monitor, Teclado, Mouse

 

 

-----------------------------------------------------------------------

 

Preciso instalar esses equipamentos com ligação na bateria.

 

Desse forma, quantas baterias estacionárias eu preciso para fazer esses equipamentos funcionando.

 

OBS`: No Caso, eu queria fazer da seguinte forma, um dia, funcionava um grupo X de baterias. No outro dia, enquanto o grupo X carregava, eu utilizaria o grupo Y. Cada dia alternava as baterias, UTILIZANDO UM ENQUANTO O OUTRO CARREGA.

 

OBS``: ESSES EQUIPAMENTOS IRÃO FUNCIONAR TODOS OS DIAS.

 

OBS```: PRETENDO LIGAR EM BATERIAS ESTACIONÁRIAS EM PARALELO EM UM INVERSOS 220V PARA LIGAR OS APARELHOS, JA VI ALGUNS CÁLCULOS, MAS FICO EM DUVIDA

 

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A PERGUNTA É:

 

QUANTAS BATERIAS ESTACIONÁRIAS EU PRECISO PARA LIGAR ESSES EQUIPAMENTOS NESSES HORÁRIOS?

pretendo utilizar de 105/115ah da FREEDOM, mas aceito recomendações.

 

PS: por favor por os calculos de forma prática, sou novo no forum agradeco DEMAIS..

 

[rjjj]

As potências médias AC absorvidas pelos equipamentos mencionados seriam, aproximada e respectivamente:

 

 

 

 

 

 

Como o Teorema de Tellegen vale para a potência média AC, tem-se no total :

 

 

 

 

 

 

Essa também seria a potência média fornecida na saída do inversor. Assumindo, pela alta eficiência de um inversor, que essa potência seria igual à potência fornecida pelas baterias em paralelo, vem que a corrente total do conjunto de baterias seria I_S tal que:

 

 

 

 

 

 

Apesar dessas informações, não se pode determinar o número mínimo de baterias para essa aplicação. A razão disso é que não é sabida a corrente máxima de nenhuma das baterias, um fator que é determinado pela resistência interna, que por sua vez não pode ser obtida pela durabilidade da bateria (valor em Ah) .

 

 

 

Para estimar a potência do computador, usei esta página de site universitário:

 

 

 

https://www.griffith.edu.au/sustainability/sustainable-campuses/sustainable-initiatives/energy/average-computer-energy-usage

 

 

 

E usei este para saber a tensão aproximada de uma das baterias referidas:

 

 

 

http://minhacasasolar.lojavirtualfc.com.br/prod,IDLoja,14743,IDProduto,2790345,bateria-estacionaria-freedom-estacionaria-bateria-estacionaria-freedom-105ah-115ah-df2000

 

 

 

Espero ter ajudado .

[albert_emule]

Precisará de umas 5 ou 6 baterias de 115AH. Veja:

http://www.mcm.ind.br/material-apoio-mcm-nobreaks-fontes-de-alimentacao-calculador-de-autonomia-bateria-ups-nbk.html

 

Isso com a potência média que o amigo disse, considerando umas 24 horas. 

Não esqueça de usar inversores senoidais. A geladeira e o Freezer, só funcionarão bem em inversores senoidais.

[.if]

Isso não vai te ajudar muito diretamente. É só curiosidade mesmo. Mas qual seria a menor distância da sua granja de uma tomada? 1...2Km? Uma alternativa muitio loca seria aumentar a tensão pra transmitir e diminuir ao receber. Mas claro não se deve desconsiderar o quesito segurança caso o trajeto seja habitado e tal

 

Com relação as baterias, elas levam mais tempo pra carregar do que o tempo que têm pra usar. P.ex. sendo beeeem otimista e positivista, uma bateria pode levar umas 5 horas pra carregar pra ser útil por 1 hora. Ou seja, talvez você precise de mais baterias. Uma carga mais rápida compromete a vida útil e principalmente a segurança.

[rjjj]

Se você tiver uma dessas baterias, pode determinar a corrente máxima dela. Para fazer esse experimento, siga os passos a seguir .

 

 

 

I - Meça com um voltímetro a tensão em aberto da bateria (força eletromotriz). Por exemplo, para aplicar o modelo da bateria ideal considerei a força eletromotriz igual à tensão de flutuação média da bateria, ou seja, 13,5V.

 

 

II - Conecte um resistor variável aos terminais da bateria. Em seguida diminua a resistência dele até que a tensão sobre ele seja igual à força eletromotriz da bateria reduzida em 15%.

 

 

III - Continuando com o circuito indicado acima, meça a corrente circulante. Essa seria aproximadamente a corrente máxima que a bateria estaria apta a entregar a uma carga.

 

 

 

Espero ter ajudado .

[albert_emule]

Se você tiver uma dessas baterias, pode determinar a corrente máxima dela. Para fazer esse experimento, siga os passos a seguir .

 

 

 

I - Meça com um voltímetro a tensão em aberto da bateria (força eletromotriz). Por exemplo, para aplicar o modelo da bateria ideal considerei a força eletromotriz igual à tensão de flutuação média da bateria, ou seja, 13,5V.

 

 

II - Conecte um resistor variável aos terminais da bateria. Em seguida diminua a resistência dele até que a tensão sobre ele seja igual à força eletromotriz da bateria reduzida em 15%.

 

 

III - Continuando com o circuito indicado acima, meça a corrente circulante. Essa seria aproximadamente a corrente máxima que a bateria estaria apta a entregar a uma carga.

 

 

 

Espero ter ajudado .

 

Muito complicado isso.

Uma simples bateria de 12V por 5AH, pode fornecer mais de 20A com tensão ainda maior que 11V rsrsrs.

 

Imagine uma de 115AH???

Para a tensão cair 15%, deve precisar de 300 amperes. 

 

Porém se colocar uma carga pequena e esperar que caia a tensão, estará descarregando a bateria, não medindo a corrente máxima. 

 

A corrente máxima aqui é desprezível. 

Estas baterias podem fornecer uma corrente absurdamente elevada.

 

Para ele é interessante o datasheet da bateria.

Um exemplo:

http://www.goldpower.com.br/catalogo/12v/12V70.pdf

@rjjj Ná página 8 tem uma tabela de "watts Hora" para o modelo de bateria que o @valterleite está interessado em comprar: 

http://www.solenerg.com.br/files/ManualTecnicoFreedom.pdf

[rjjj]

@albert_emule

 

 

 

Seu senso de experiência não deve nunca ser instruído a ninguém. Uma bateria pode ter uma capacidade em mAh ou em Ah muito grande, mas uma corrente máxima muito pequena. Não existe esse padrão de quanto maior a capacidade menor a resistência interna .

 

 

 

Não fui eu que inventei o experimento que indiquei. Ele é o recomendado para avaliar a corrente limítrofe que uma bateria suporta entregar sem queimar, ou seja, sem ultrapassar os limites físicos de sua resistência interna.

 

 

 

Com as correntes máximas conhecidas, basta incluir nos cálculos os tempos de vida das baterias e ajustar o circuito conforme a durabilidade que o autor do tópico quer. Assim, pode-se saber com razoável certeza a quantidade mínima necessária de baterias, o que implica em otimização de recursos.

 

 

 

Espero ter ajudado .

[.if]

Penso que a teoria do teórico amigo que sempre espera ter ajudado (e sempre o faz!) é válida para pilhas e pequenas baterias de celular p.ex.

Para grandes, a prática do prático albert faz sentido. 300A não é pra qualquer um. Sem instrumentos/equipamentos adequados, hão de haver sérias dificuldades. Sem menosprezar a capacidade do autor, tenho dúvidas se ele será capaz de reproduzir este experimento

[albert_emule]

@albert_emule

 

 

 

Seu senso de experiência não deve nunca ser instruído a ninguém. Uma bateria pode ter uma capacidade em mAh ou em Ah muito grande, mas uma corrente máxima muito pequena. Não existe esse padrão de quanto maior a capacidade menor a resistência interna .

 

 

 

Não fui eu que inventei o experimento que indiquei. Ele é o recomendado para avaliar a corrente limítrofe que uma bateria suporta entregar sem queimar, ou seja, sem ultrapassar os limites físicos de sua resistência interna.

 

 

 

Com as correntes máximas conhecidas, basta incluir nos cálculos os tempos de vida das baterias e ajustar o circuito conforme a durabilidade que o autor do tópico quer. Assim, pode-se saber com razoável certeza a quantidade mínima necessária de baterias, o que implica em otimização de recursos.

 

 

 

Espero ter ajudado .

Teste desprezível. Não é necessário e impõe grandes dificuldades técnicas. E nem servirá para determinar a autonomia do sistema.

O datasheet já foi postado.   

[.if]

Ah sim, infelizmente discordo sobre o senso de experiência não dever ser instruído. Penso que é um dos (se não o) itens de mais valor em foruns da "vida". Cabe ao solicitante filtrar,decidir,experimentar,errar,acertar etc

Por isso, não vá por mim não. Siga seus instintos kk

[albert_emule]

 

Tem-se que a menor autonomia para a bateria DF2000 (105/115ah da FREEDOM) é de 15 minutos a 1200 watts, com tensão final em 10.5V DC. 

 

Quer melhor que isso?

De acordo com a tabela, se pegar o valor da potência média de 280W, e dividir por 6 baterias, cada bateria segurará 46W.

 

Vemos na tabela que a bateria DF2000 dá autonomia de 20 horas com 65 watts. 

Deve levar em conta que inversores perdem aproximadamente uns 10% em calor. 

 

 

Podemos concluir que se a potência média for mesmo 280 watts, o sistema vai precisar de 6 unidades de bateria. Na verdade 12 unidades, pois um conjunto de 6 estaria carregando enquanto o outro estaria sendo usado.

 

Deve levar em conta o que a @Isadora Ferraz disse, sobre tempo mínimo de carga.

É sempre recomendado que sejam carregadas com no mínimo 10 horas. Não pode ser menor que isso. 

Vamos refazer os cálculos da potência média:

TEMPO 24 HORAS:

1 Freezer 41,6kwh/mes

Aqui tem-se um consumo diário de 57 watts hora, porém tem o fator temperatura ambiente, que influencia muito. Além do mais se o Freezer for aberto sempre, o consumo aumenta muito.

 

Mas para efeito de cálculo, vamos considerar uma hipotética temperatura estável e também considerar que ninguém abra o Freezer neste período de 24 horas.

Então temos 57 watts hora.

 

TEMPO 12 HORAS:

4 lampadas de led branco frio de 15w 

60 watts ao total.

1 Computador com Monitor, Teclado, Mouse

Um computador de escritório, não consome mais que 130w.

Tenho dois computadores ligados no momento, e os dois juntos consomem 190 watts.

 

Vamos então considerar 130 watts para o PC, o que já seria até um valor alto para um computador destes que são usados em escritório.

Fica um total de 220 watts. 

 

O pulo do gato está no PC e nas lâmpadas. Só vão ficar ligados por 12 horas.

Logo, em 12 horas teremos o equivalente a 2640 watts em uma só hora.

Dividindo por 24 horas, teremos uma potência média de 110 watts.

 

A potência média do Freezer já sabemos: 57 watts.

Daí é só somar: 57 + 110 = 167 watts de potência média.

 

Outros detalhes importantes:

​Um Freezer destes costuma ter potência de 280 watts. A média é 57, pois ele não fica todo tempo ligado. Porém na partida ele dá 10 vezes 280 watts.

Por isso compre um inversor senoidal de 3000 watts.

 

Para efeito de cálculo de autonomia, considere mais 10% em cima de 167 watts, pois os 10% são as perdas que os inversores costumam dar. 

Neste novo cálculo, se dividirmos a potência média total (184 watts) por 3 baterias, teremos 61.33 watts por bateria.

Veja que na tabela uma só bateria DF2000 segura 60 watts por 20 horas.

Bem capaz de 3 baterias atenderem.

Porém por causa daquelas variáveis de temperatura, apenas 4 unidades daria uma margem segura de autonomia.

[rjjj]

Pessoal, é que é mais seguro ter esses cuidados que eu mencionei. Se uma bateria de 12V com qualquer durabilidade tivesse só 1Ω de resistência interna, a corrente máxima dessa bateria não chegaria a 15A. Poderia ser especulado que 3 baterias dessa em paralelo atenderiam a uma demanda de 60A de corrente, sendo que na prática dificilmente supririam 40A .

 

 

 

Entretanto, a folha de dados encontrada pelo albert_emule fez esse processo realmente não ser mais necessário. Concordo que foi bem mais fácil assim e que o método que indiquei é mais aplicável em potências mais baixas.

 

 

 

Espero ter ajudado .

[albert_emule]

Manual interessante:

http://www.rta.com.br/arquivos/Manual-Baterias-Rev.01.pdf

 

Cita que uma bateria de 12V por 100AH, possui resistência de 0.0043 Ohms quando completamente carregada, e que está resistência aumenta até 5 vezes quando a bateria está completamente descarregada (Tensão final 10V).

 

Embora estejam se referindo a baterias seladas, continua sendo o mesmo tipo de bateria chumbo-ácida. Mudando apenas que a selada é blindada contra vazamentos, e a estacionária não é blindada.

[.if]

Estou a imaginar a logística das trocas das baterias diariamente. Pesadas, transporte, deve ser muito longe da granja, conecta, desconecta, carregar e carregar, tempo que deve tomar isso, treinar e pagar alguém pra fazer, etc. aff ... já cansei....

 

Alternativas pra isso, claro caso a granja dê retorno financeiro, são:

-Painel solar/baterias e etc . O amigo @albert_emule recentemente postou um link bacana sobre tal.

-Gerador a gasolina/diesel. A logística de levar combustível me parece ser mais simples. Ha´ pouquisimo tempo paguei R$240,00 num de 900W. (pouco pro seu caso)

-Gerador eólico e hidroelétrico com os óbvios "depende"

-Gerador a biogás. Opção curiosa pra aproveitamento dos 'recursos' da granja. Bom, pelo menos é o que tenho na cabeça

 

É mó legal viajar com os problemas dos outros aqui no meu conforto kk

 

edit... frase podia ser mal interpretada

[valterleite]

Amigos, tive essa ideia, mas logo após postar, discutindo sobre alternativas, veio a inviabilidade do sistema pela logística.

 

Contudo, conforme já pensado e analisando as respostas, pensei em um gerador para funcionar 24 horas, de preferência sem as baterias.

 

 

P1:  Compro gerador de quantos W?

 

P2: Recomendação de gerador?

 

PS: Caso, posso fazer uma divisão no sistema elétrico para funcionar geradores diferentes para determinados equipamentos.

 

 

me ajudem rsrs

 

ex: http://www.americanas.com.br/produto/298261/gerador-950w-nordtech?DCSext.recom=Neemu_Produto_viu-comprou-1&nm_origem=rec_produto_viu-comprou-1&nm_ranking_rec=2

[albert_emule]

Amigos, tive essa ideia, mas logo após postar, discutindo sobre alternativas, veio a inviabilidade do sistema pela logística.

 

Contudo, conforme já pensado e analisando as respostas, pensei em um gerador para funcionar 24 horas, de preferência sem as baterias.

 

 

P1:  Compro gerador de quantos W?

 

P2: Recomendação de gerador?

 

PS: Caso, posso fazer uma divisão no sistema elétrico para funcionar geradores diferentes para determinados equipamentos.

 

 

me ajudem rsrs

 

ex: http://www.americanas.com.br/produto/298261/gerador-950w-nordtech?DCSext.recom=Neemu_Produto_viu-comprou-1&nm_origem=rec_produto_viu-comprou-1&nm_ranking_rec=2

 

Para alimentar o mesmo tipo de carga de antes, um deste tipo é ideal:

http://www.toyama.com.br/produtos.asp?cod_categoria=2&cod_linha=8&cod_sublinha=8

O benefício aqui é que eles já vem com um inversor que estabiliza a tensão.

Gera uma energia de qualidade.

Não estou indicando a marca. Nem conheço. Só estou indicando o tipo de gerador. Outros fabricantes também tem destes. 

 

Precisa ser de uns 3000 watts, ou 4 ou 5Kva.

[.if]

Foi exatamente o da americanas que comprei ano passado por 239,00 mas foi na pontofrio. E sem frete. Tá na caixa ainda. Só comprei por impulso e pelo preço kk. Mas algo me diz que isso não te ajudou em nada kk. Enfim...

 

O do albert parece ser mais interessante pelo controle de tensão. O meu tem este controle mas é eletromecânico. Dá pra ver uma oscilação numa lampada incadescente. De fato você precisa de mais pontente apenas pelo fato da partida do motor do freezer exigir mais corrente. O meu p.ex. é 1000w mas não parte uma geladeira de 150w. Aí me veio uma inspiração (que se o amigo albert desejar poderá tecer algum comentário). Acumular energia nuns capacitores e projetar um inversor meia boca só pro momento de partida que estimo durar 0,5 segundo. Altos projetos pra quando o tédio chegar kk

[albert_emule]

Foi exatamente o da americanas que comprei ano passado por 239,00 mas foi na pontofrio. E sem frete. Tá na caixa ainda. Só comprei por impulso e pelo preço kk. Mas algo me diz que isso não te ajudou em nada kk. Enfim...

 

O do albert parece ser mais interessante pelo controle de tensão. O meu tem este controle mas é eletromecânico. Dá pra ver uma oscilação numa lampada incadescente. De fato você precisa de mais pontente apenas pelo fato da partida do motor do freezer exigir mais corrente. O meu p.ex. é 1000w mas não parte uma geladeira de 150w. Aí me veio uma inspiração (que se o amigo albert desejar poderá tecer algum comentário). Acumular energia nuns capacitores e projetar um inversor meia boca só pro momento de partida que estimo durar 0,5 segundo. Altos projetos pra quando o tédio chegar kk

 

Este senhor fez um teste com estes geradores:

 

A ideia do inversor realmente poderia dar certo.

Mas penso que teria que ser alimentado em alta tensão, com um capacitor eletrolítico de alta capacitância.

 

Outra ideia seria usar uma bateria de moto num inversor de 12V para 127 ou 220V.

Este tipo de bateria suporta potência desta ordem, por poucos segundos. 

Poderia até experimentar bateria de no-break.

 

Inclusive até combinaria, pois este gerador se não me engano tem um carregador de baterias. 

 

O método de acionamento pode ser por sensoriamento de corrente e a transferência por relé.

 

Esquemas de inversores simples de fazer, só tenho daquele PWM de onda retangular 60Hz. Sei que não são adequados para aparelhos de refrigeração. Mas se precisar eu te envio. 

Ideias para inversores senoidais ressonantes: 

 

 

Fonte:

http://www.gpec.ufc.br/inicio/trabalhos/SISTEMA%20DE%20ACIONAMENTO%20DE%20UMA%20MOTOBOMBA.pdf

A ideia do circuito acima é colocar um banco de capacitores AC em ressonância com a bobina de saída do trafo. Tem que calcular para a ressonância cair em 60Hz.

O circuito nem precisa ser auto-oscilante. Basta um oscilador de onda quadrada mesmo, e um indutor no +B da bateria. Sendo a carga fixa tal como um motor, o inversor irá gerar sempre uma senoide. 

[.if]

boa albert. Realmente (o meu) tem saída 12v. Não tinha pensado no inversor 12...127 mas sim em acumular o proprio 127Vac em capacitores (em dc óbvio) e invterter os 170Vdc que se acumulariam por uns 10 segundos numa pancadinha de 0,5 de 127ac. Penso que nem trafo precisa. Basta retificar, acumular em alguns caps, fazer um pwm com este dc com o motor em ponte pois a propria indutância do motor já serve como filtro.

 

Faz a conta aí pra mim... quantos capacitores de 330uF/350V p.ex. eu precisaria pra fornecer uma corrente de 10A por 1 segundo p.ex.

[albert_emule]

boa albert. Realmente (o meu) tem saída 12v. Não tinha pensado no inversor 12...127 mas sim em acumular o proprio 127Vac em capacitores (em dc óbvio) e invterter os 170Vdc que se acumulariam por uns 10 segundos numa pancadinha de 0,5 de 127ac. Penso que nem trafo precisa. Basta retificar, acumular em alguns caps, fazer um pwm com este dc com o motor em ponte pois a propria indutância do motor já serve como filtro.

 

Faz a conta aí pra mim... quantos capacitores de 330uF/350V p.ex. eu precisaria pra fornecer uma corrente de 10A por 1 segundo p.ex.

 

 

Vai precisar de 1515 capacitores de 330uF       

Observe o intervalo da tensão caindo de 170V DC até uns 155V DC.

Se preferir ver a potência, não tem problema:

[.if]

kk. Ah me dá um desconto nesta matemática dos inferno né. Então te dou outro desconto... 8A por 0,5seg. Pra não ficar estimando, por acaso você tem noção de quanto tempo um motor de geladeira leva pra partir e qual a corrente? Pela piscada que minhas lâmpadas dão, estimo que o menor tempo seria de 0,2 seg só que o pico de corrente não consigo intuir direito. Chuto no mínimo uns 5A

[albert_emule]

kk. Ah me dá um desconto nesta matemática dos inferno né. Então te dou outro desconto... 8A por 0,5seg. Pra não ficar estimando, por acaso você tem noção de quanto tempo um motor de geladeira leva pra partir e qual a corrente? Pela piscada que minhas lâmpadas dão, estimo que o menor tempo seria de 0,2 seg só que o pico de corrente não consigo intuir direito. Chuto no mínimo uns 5A

Vou tentar medir com o osciloscópio. 

[albert_emule]

@Isadora Ferraz Fui estudar o manual do osciloscópio para ver como eu poderia fazer esta medição.

 

Basicamente é um resistor de 0.10R e devo alimentar a geladeira e medir a queda de tensão nele usando o osciloscópio.

 

Daí coloco o osciloscópio em escala de 355mV por divisão e 100.0mS por divisão.

Escolho disparo único de trigger, coloco o nível de disparo no ponto adequado e ligo a geladeira. 

 

Vai mostrar o tempo e a amplitude da tensão. 

Vou lá fazer e já volto com resultado. 

Resultados:

 

A medição verdadeira é esta primeira foto.

Porém a tensão por divisão estava muito baixa, e a tensão ultrapassou muito a escala. Tive que ajustar depois. 

Desta primeira foto considere apenas o tempo.

 

 

 

 

Nesta segunda foto, o tempo de acionamento ficou maior, pois ao que parece, se você liga o compressor pela segunda vez em intervalo de tempo curto, o tempo de partida aumenta.

Eu já tinha percebido isso. Inclusive se a geladeira já está ligada a alguns minutos, e você desligar e ligar no mesmo momento, o compressor não parte mais. Ele fica travado e desliga por sobreaquecimento, por meio do relé de proteção térmica.

 

Nesta segunda foto o tempo de acionamento ficou maior, pois fiz um segundo acionamento no compresso, mas a tensão mostrada aí a certa:

 

A tensão RMS em cima do resistor é de 0.885V

Resistor de 0.10R.

A tensão de alimentação do compressor foi de 127V. 

Considere que o compressor exige corrente de 8.85 amperes durante  312 milissegundos.

Potência de pico:

1123 watts durante 312 milissegundos. 

Ainda iria precisar de 304 capacitores de 330uF:

[albert_emule]

Eu me confundi com a tensão RMS. O valor RMS é dado com o que aparece na tela. Ocorre que na mediçao a onda não ocupa toda a tela. Daí o valor RMS fica baixo.

Veja que o valor máximo é de 2,37v. Isso faz circular 16,8 amperes no resistor. Da na faixa de 2134w. Segurar isso com capacitores é impraticável.

[.if]

snif...

Bom, talvez se seu colocar um volante pesado no gerador pra acumular energia cinética, um sistema com embreagem de maquina de lavar pra conecta-lo temporariamente e ... melhor esquecer.  Melhor comprar um gerador de alguns kva mesmo.

 

Na teoria a prática é outra mas ... tentamos né Albert? abç véy!!