Quanto tempo de backup uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah pode fornecer?

Uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah é capaz de armazenar energia adequada para suportar cargas básicas na casa, como freezers, luzes, equipamentos de comunicação, TVs, ventiladores, etc. Ainda assim, o tempo de execução não pode ser previsto apenas com a capacidade.

O tempo real de operação depende da energia utilizável da bateria, eficiência do inversor, potência do aparelho, corrente de partida, temperatura, perdas de cabo e a profundidade selecionada de descarga.

Do ponto de vista da SANDISOLAR, uma estimativa confiável de tempo de execução deve começar com o sistema energético completo, e não com uma única especificação de bateria.

Quanta energia uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah armazena?

O SANDISOLAR SD-12300LFPJ1Especificação

• Tensão nominal: 12,8V (Tensão do Sistema durante a Operação)

• Capacidade nominal: 300Ah

• Energia nominal: 3,84kWh

• Tensão de carga recomendada: 14,4V

• Faixa de Tensão de Operação: 10,8V a 14,4V

Energia nominal = 12,8V x 300Ah = 3840Wh

Isso equivale a um dispositivo de 100W rodando por 38,4 horas. Isso pressupõe que o dispositivo consome toda a energia disponível. Na prática, o tempo de funcionamento será muito menor porque o dispositivo não vai consumir toda a energia armazenada.

Energia Nominal vs. Energia Utilizável

Eletrodomésticos normalmente usam eletricidade AC, enquanto a bateria fornece eletricidade DC. Portanto, é necessário um inversor, e parte da energia armazenada é perdida durante a conversão.

Para um exemplo prático de como planejar, vamos supor o seguinte:

• Profundidade de descarga: Usar uma profundidade de 80% elimina o planejamento em torno da descarga total da bateria.

• Eficiência do inversor: Pegar uma eficiência de 90% funciona como uma média aceitável.

• Perdas do Sistema: A produção final de energia será afetada pela perda de energia causada pela cabeamento, perdas de standby do inversor e perdas de conexão.

Calculando a Energia AC Utilizável:

3840 Wh * 80% * 90% = ~ 2765 Wh

Esta é uma estimativa de planejamento e não será um resultado garantido. A energia útil de uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah dependerá do inversor, perfil de carga, instalação, temperatura e estado da bateria.

Tempo de Execução Estimado para Eletrodomésticos Comuns

A tabela a seguir utiliza aproximadamente 2765Wh de energia AC utilizável e assume que apenas um aparelho está operando.

Eletrodomésticos	Potência Típica	Tempo de execução estimado
Roteador Wi-Fi	15W	Cerca de 184 horas
Grupo de iluminação LED	50W	Cerca de 55 horas
Ventilador elétrico	60W	Cerca de 46 horas
Computador portátil	65W	Cerca de 42 horas
Televisão LED	100W	Cerca de 27 horas
Carga operacional da geladeira	120W	Cerca de 23 horas
Micro-ondas	1200W	Cerca de 2,3 horas
Chaleira elétrica	1500W	Cerca de 1,8 hora

Esses números mostram por que uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah pode suportar aparelhos de baixo consumo por muito mais tempo do que equipamentos de aquecimento ou outras cargas de alta resistência.

Tempo de execução para um grupo de cargas essenciais

Durante uma queda de rede, vários aparelhos podem operar juntos. Considere o seguinte exemplo:

Carga Essencial	Potência média
Geladeira	120W
Quatro luzes LED	40W
Roteador Wi-Fi	15W
Televisão	100W
Carregadores de celular	20W
Carga combinada	295W

Duração estimada:

2765Wh ÷ 295W = aproximadamente 9,4 horas

O tempo de funcionamento real pode diferir porque uma geladeira liga e desliga, enquanto iluminação, televisão e dispositivos de carregamento nem sempre são usados continuamente.

As limitações do uso da potência do aparelho

Existem vários fatores além da potência que afetam as estimativas de quanto tempo um aparelho vai funcionar.

• Ciclo de trabalho: Geladeiras e aparelhos de ar-condicionado, por exemplo, não funcionam em potência máxima por longos períodos.

• Partida de surta: Com exceção de compressores e bombas, quase todos os outros aparelhos, bombas e motores, consomem uma grande quantidade de corrente por um curto período ao ligar.

• Potência variável: Muitos aparelhos modernos variam a quantidade de energia que consomem de acordo com as demandas da tarefa.

• Consumo de espera: Televisores, roteadores, inversores e carregadores, por exemplo, consomem energia entre os usos.

Condições ambientais: Altas temperaturas ambientes podem aumentar o tempo de funcionamento da geladeira ou do sistema de ventilação.

Para aparelhos com cargas variáveis, o consumo diário de energia em watt-horas ou quilowatt-horas costuma ser mais útil do que a potência nominal.

Potência de Saída e Adaptação do Inversor

O SD-12300LFPJ1 é descrito com uma carga contínua máxima e corrente de descarga de até 200A. A 12,8V, isso corresponde a uma saída teórica DC de:

12,8V × 200A = 2560W

No entanto, a tabela técnica de parâmetros também lista uma corrente de carga/descarga de 100A. Isso indica uma corrente operacional esperada de 100A e uma corrente contínua máxima de 200A. A corrente operacional final deve ser confirmada na ficha técnica aprovada antes de fazer uma escolha no inversor.

As seguintes considerações devem ser consideradas para o sistema:

• Tensão do inversor: O inversor deve ser para um sistema de bateria LiFePO4 classe 12V.

• Saída contínua: A carga total dos aparelhos deve estar dentro dos limites da bateria, BMS, inversor e cabos.

• Capacidade de surto: O inversor deve ser capaz de lidar com correntes de surto para o início de geladeiras, bombas e motores.

• Dimensionamento dos cabos: Cabos curtos e de tamanho adequado devem ser usados para a alta corrente contínua e reduzir a queda de calor e tensão.

• Proteção do circuito: Deve haver um fusível e/ou disjuntor apropriado e um meio de isolamento do circuito no circuito DC.

Usar um inversor grande não aumenta a energia da bateria. Ele só permite o uso de cargas de maior potência, o que pode levar a uma descarga mais rápida da bateria.

Fatores que Diminuem o Tempo de Funcionamento da Bateria

As seguintes condições devem diminuir a capacidade efetiva da bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah.

• Baixas Temperaturas: A descarga provavelmente será limitada em baixas temperaturas ambientes.

• Alta Corrente de Consumo: A resistência interna de uma bateria causa uma queda de tensão nos terminais. Quanto maior o consumo de corrente, maior a queda de tensão.

• Ciclagem da bateria: A capacidade total perde a bateria ao recarregar.

• Cabos de longa duração: Cabos mais longos do que o recomendado resultarão em maior resistência e maior perda.

• Perdas de Reserva do Inversor: Os inversores consomem energia na ausência de carga.

• Configurações de Proteção do BMS: Dependendo do BMS, a bateria pode ser desconectada antes que toda sua capacidade seja utilizada.

O SD-12300LFPJ1 possui uma faixa de temperatura de funcionamento para carregamento de 0°C a 50°C e descarga de -20°C a 60°C. O SD-12300LFPJ1 deve ser operado em um ambiente controlado.

Uso de uma Bateria em um Sistema de Armazenamento Solar

Uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah tem a flexibilidade de armazenar energia fotovoltaica excedente para uso noturno, durante dias nublados, durante períodos de pico ou para uso de reserva.

Um sistema convencional inclui o seguinte:

• Painéis Solares: O Painel Fotovoltaico gera eletricidade DC na presença de luz solar.

• Controlador de Carga MPPT: O controlador de carga ajusta a carga da energia solar com base na voltagem da bateria.

• Armazenamento de Bateria: Este sistema utiliza um módulo SD-12300LFPJ1 que fornece 3840Wh de armazenamento de energia.

• Inversor: Os elementos deste subsistema convertem energia de corrente contínua (DC) em corrente alternada (CA).

• Equipamentos de Proteção: Fusíveis, disjuntores e outros dispositivos de desconexão são usados para gerenciar o risco de eletricidade.

• A Quantidade Necessária de Energia Solar é baseada em: Consumo diário de energia, sol local e o tempo desejado de recarga considerando as perdas durante a carga.

SANDISOLAR's Pensamento em Nível de Sistema

A SANDISOLAR analisa dentro de um sistema para avaliar o desempenho, neste caso, uma bateria. O SD-12300LFPJ1 inclui uma combinação de células LFP, um BMS de 200A, SPCC e classificação de proteção IP21.

Possui uma vida útil específica de 3000 ciclos a 80% de profundidade de descarga sob condições de teste. O BMS fornece uma função de controle de carga para a bateria e monitora sobrecarga, sobrecarga, sobrecorrente e outras condições anormais.

Como o IP21 oferece proteção limitada contra objetos sólidos e gotas d'água que caem verticalmente, a bateria é mais adequada para instalações internas ou protegidas do que para exposição direta ao ar livre.

Palavras finais

Uma bateria LiFePO4 de 12,8V e 300Ah fornece 3840Wh de energia nominal. Considerando 80% de profundidade de descarga e 90% de eficiência do inversor, cerca de 2765Wh provavelmente estão disponíveis para cargas AC em um cenário típico de planejamento.

Cerca de várias horas de funcionamento para pequenos eletrodomésticos, ou para vários dias de funcionamento para pequenos aparelhos de baixo consumo, são esperados. Para obter estimativas precisas do tempo de funcionamento, o consumo real do aparelho, perdas de partida do inversor e do aparelho, perdas de instalação e limites confirmados do circuito da bateria devem ser utilizados.

Perguntas frequentes

P1. Qual é a capacidade de armazenamento de energia de uma única bateria LiFePO4 de 12,8V e 300Ah?

Nas condições de homologação, essa bateria pode armazenar 3840Wh, ou 3,84kWh.

P2. Por quanto tempo uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah pode alimentar um aparelho de 100W?

Teoricamente, a bateria pode manter um aparelho de 100W para funcionar por 38,4 horas. No entanto, o tempo total será significativamente menor devido às perdas do sistema.

P3. Qual é o tamanho apropriado do inversor para uso com uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah?

O inversor apropriado deve ser para um sistema de bateria de 12V e deve seguir o limite de descarga contínua.

P4. Qual é a energia total utilizável de CA para uma bateria LiFePO4 de 12,8V 300Ah?

Com 80% de DoD da bateria e 90% de eficiência do inversor, a energia total utilizável é aproximadamente 2765Wh.

P5. Outros aparelhos podem ser alimentados além dos anteriores?

Sim, desde que a potência combinada esteja dentro dos limites da bateria, BMS, inversor e cabos.