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Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia

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ivanfm
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Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia

Mensagem por ivanfm »

ATENÇÃO - Esse tipo de ligação só deve ser feito após analise técnica de todos os equipamentos e configuração correta dos equipamentos, uma ligação incorreta pode levar até a queima dos equipamentos

Apesar de parecer um tema que não tem a ver com veículos elétricos tem a ver quando consideramos que um veículo elétrico pode ajudar a fornecer energia para um sistema de armazenamento utilizando por exemplo uma conexão V2L.

Em 2025 depois de ficar dias sem energia e com tempo nublado fui verificar alternativas para poder ficar mais dias em modo off-grid de maneira segura.

A ideia desse uso veio ao ver um equipamento da empresa EG4 chamado Chargeverter. Vi a utilização desse equipamento em diversos casos onde se tem um gerador :

  • de baixa potencia e portanto sem capacidade para atender os picos que uma instalação pode precisar
  • de alta potencia, mas instável com oscilações de tensão/frequência
  • está com uso acima de 60% de potencia do gerador, o que afeta a qualidade da energia gerada

Isso funciona como uma integração entre um sistema de inversor/bateria que fornece energia de qualidade CA para os equipamentos e o gerador que não é tão confiável, ou que não suporta a carga total.

O chargeverter converte energia CA para CC no nivel das baterias do sistema assim o inversor pode fornecer energia CA de forma confiável para o imóvel.

O mesmo conceito pode ser utilizado também para utilizar um V2L de um veiculo qualquer (com um carregador full range) integrado a um sistema existente de energia.

E isso elimina problemas no uso de sistemas V2L em casas que possuem já um inversor hibrido, o sistema V2L pode ser utilizado para carregar as baterias de forma segura evitando problemas

O ideal é um equipamento que tenha as seguintes características :

  • Potencia / Corrente configurável
    • permitindo ligar a partir de pequenos geradores, inversores de baixa potencia, por exemplo utilizando uma conexão ao conversor DC/DC de um carro sem V2L como em Conectando um inversor no Bolt
    • baixa corrente pode permitr uma ajuda a partir de um pequeno inversor ligado em um carro
  • que possa ser configurado para não gerar nenhum conflito com o sistema de carregamento existente do inversor
    • que permita configurar as tensões de saída (pois existem baterias de diversa faixas de tensão)
    • ou
    • que permita configurar os níveis de carga da bateria SoC com base em comunicação com as baterias (sem interferir na conexão entre o inversor existente e as baterias)
  • que saiba/suporte ser ligado em baterias e em paralelo com outro carregador para funcionar de forma segura
    • proteção de corrente reversa para não ter problema se estiver ligado enquanto o inversor estiver carregando as baterias na condição normal, sem isso é necessário desconectar o equipamento quando não for carregar as baterias
  • entrada FULL-RANGE (não simplesmente bivolt), isso permite uso até em casos onde a rede elétrica estiver fora da tensão padrão
    • um bivolt vai funcionar somente em algumas faixas de tensão (o que não é ruim, mas não é o mais flexível)
  • que funcione com uma grande faixa de frequência, normalmente no Brasil temos 60 Hz mas um gerador ou sistema V2L pode funcionar em frequência de 50 Hz

Características que eu gostaria de ter :

  • Comunicação com ou sem fio para permitir monitoramento e controle

Cuidados :

  • Não utilizar a fonte para carga completa, deixar abaixo do limite de carga assim somente o inversor principal faz procedimento até o ponto de calibração das baterias com 100%

    • Eu pessoalmente em minha instalação coloco o limite de carga com tensão que fica abaixo dos 80-90% da bateria, dessa forma não existe risco da bateria bloquear a carga após carga total ( com o carregador continuar fornecendo energia ) e não existe necessidade de comunicação entre o carregador e a bateria, mantendo a comunicação pelo inversor.
      Não existe tensão mágica para isso tem que ser analisado de acordo com as características da bateria, muitas vezes de fala em bateria de 48 V mas essa baterias tem versões de (14S, 15S e 16S) que tem compatibilidade com os carregadores chamados de 48 V mas com variações nos níveis de tensão.
  • Um outro possível caminho é a utilização de um sistema V2G/V2H pela porta CC do carro conectando nas entradas MPPT do inversor (mas que ainda está em desenvolvimento)

Esse foi um dos primeiros vídeos que vi sobre o assunto e que fez analisar mais o tema para ter uma forma de contingencia quando a concessionária me deixar sem energia por vários dias (coisa que historicamente tem acontecido pelo menos uma vez por ano nos últimos 3 anos em periodos de chuva e/ou vento)

  • Utilizando um gerador bem grande com varios chargeverter para fazer uma carga rápida nas baterias , um gerador trifásico 277 / 480 V que não é a rede do local, ao utilizar os chargeverter foi possível trabalhar com o gerador em uma boa capacidade sem ter uma problema de conversão de trifásico para monofásico

    Ver no youtube

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ivanfm
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Re: Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia - Diagrama

Mensagem por ivanfm »

Diagrama ilustrativo das possibilidades (de forma genérica, deve ser analisado caso a caso para analise de compatibilidade e conexões sem perda de garantia dos equipamentos)

O conceito tem muito a ver com o que muitas pessoas chamam de off-grid raiz onde eram colocados equipamentos separados para carga das baterias e conversão CC / CA

flowchart TD Rede_Eletrica-->GRID subgraph Imovel subgraph Inversor Hibrido Atual ou Módulos de Conversão GRID MPPT GEN/Acoplamento_CA BAT LOAD end LOAD-->Cargas_CA Paineis_Solares===>MPPT BAT<-.->Baterias Carregador-.->Baterias subgraph Outras Fontes de Energia Gerador-->Carregador Outra_Fonte_CA[Qualquer fonte de energia CA]-->Carregador end end subgraph Carro Elétrico / Eletrificado Adaptador_V2L Conexao_CC end Conexao_CC===>MPPT Adaptador_V2L-->Carregador subgraph Tipos de Conexões _AC(Corr. Alternada)---_CA(110 / 220 V) _DC_HV(Corr. Continua)===_CC_AT(> 100V) _DC_LV(Corr. Continua)-.-_CC_BT(48 ~ 60 V) end
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ivanfm
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Re: Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia - Equipamentos

Mensagem por ivanfm »

Alguns equipamentos que podem ser utilizados nesse tipo de sistema

  • Tabela com opção disponível no Brasil e os mais comuns que encontrei durante as pesquisas
-Usina 48V 50AChargeverter PlusECO-WORTHY EC100
Tensão CA100-140V
170-250V
90-264V90-260V
Conexão CANBR 2P+TNEMA L14-30PNEMA L14-30P / L5-30P
Frequência CA50-60 Hz50-60 Hz50-60 Hz
Tensão CC48-68V (Ajuste 0.1)40-60V42-57,8V
Corrente CC10-50A0-50A @ 120V
0-80A @ 208V
0-100A @ 240V
2-100A @ 240V
2-60A @ 120V
Conexão CCBorneAnderson
Potência Entrada Max2950W5120W @ 240V
2560W @ 120V
5780W @ 240V
2890W @ 120V
Potência Saída Max2500W
Funciona somente pela tensão CC e controla GeradorNÃOSIM
Eficiencia / Rendimento90%
Controle de Cargaminimo e máximo configuráveisConfigurável por tensão ou SoC
(minimo e máximo)
Controle RemotoPainel com Cabo RJ45
(Opcional BRL 100)
NÃODisplay LCD 3,5"
Comunicação com BateriasNÃOCAN / RS-485RS-485
ValorBRL 1000USD 600USD 480
Disjuntor CA32 A
Disjuntor CCNÃOSIM125A
ProteçãoIP54IP20
  • Carregador de Bateria Industrial delta-q QuiC 1000 - Carregador de Bateria Industrial
    • Configurável possui diversos perfis de carga para baterias
    • Entrada Full Range 85-265 V, Freqüência 45-65 Hz (Flexibilidade impressionante de possibilidades em relação aos outros equipamentos)
    • Eficiencia 93 %
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ivanfm
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Re: Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia - Fonte Usina Smart Connect

Mensagem por ivanfm »

Essa fonte é configurável e pode funcionar tanto como fonte comum ou carregador de Bateria de Chumbo ou Litio.

  • Existem versões para diversos níveis de tensão, funcionando portanto com praticamente todas as instalações de sistemas de energia de pequeno porte / residenciais
  • Permite configuração de nível máximo de carga e minimo, vai carregar até chegar no máximo e depois iniciar novamente a carga somente quando baixar do nível minimo
  • A diferença de preço entre a versão de 30 A e a de 50 A era pequena quando comprei e como é configurável de 5 em 5 A então escolhi a fonte de 50 A
  • Facilmente encontrada para compra via internet
  • Marca conhecida no Brasil e portanto deve ter facilidade de manutenção caso seja necessário
  • Possui opção de utilizar um painel remoto que é conectado via cabo comum RJ45 (não é ethernet, tem pinagem própria que passa 12 V), não tem protocolo publico. Mas esse tipo de conexão pode permitir no futuro a criação de modos adicionais de conexão remota

Nesses vídeos o Eduardo Aquino mostra caracteristicas e testes dessa linha de fontes



Ver no youtube


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ivanfm
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Re: Alternativas para carga de baterias em sistema de armazenamento de energia - Chargeverter

Mensagem por ivanfm »

Alguns vídeos adicionais sobre o equipamento e casos de uso e motivos de utilizar principalmente com geradores



Ver no youtube


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Esse vídeo mostra a configuração original pelo Inversor e depois pelo Chargeverter



Ver no youtube

Um concorrente é o ECO-WORTHY EC100
https://www.eco-worthy.com/products/eco ... v-ac-input



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