BATERIAS Condicionamento de energia elétrica – EEL805

BATERIAS
Condicionamento de energia elétrica – EEL805
INTRODUÇÃO
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Dispositivo que utiliza reações de óxido-redução
para converter energia química em energia
elétrica;
Coleção de células unidas em série de forma que
a tensão dela é a soma das tensões de cada célula;
São extensamente utilizadas como fontes de
energia elétrica podendo ser usada como a única
fonte de energia, como secundário ou fonte de
energia de emergência.
HISTÓRIA
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Século XVII - Otto Von Guericke inventou a
primeira máquina para produzir eletricidade;
Século XVIII - Luigi Aloisio Galvani: “Sobre as
forças de eletricidade nos movimentos
musculares”’;
1800 - Alessandro Volta : Pilhas elétricas;
1812 – Davy: arco voltaico usando eletrodos de
carvão ligados a uma bateria de elementos.
COMPONENTES DA CÉLULA VOLTAÍCA
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As células voltaícas podem ser:
Primária ou não-recarregável;
Secundária ou recarregável.
E podem ser do tipo:
Célula primária seca;
Célula secundária molhada.

A célula secundária molhada pode ser:
1 - Células prata-zinco: Carga e carrega menos
vezes;
Peso e tamanho reduzido;
2 - Células prata-cádmio: Baixa tensão;
Vida útil elevada;
3 - Célula ácido-condutora: Mais usada;
4 - Célula níquel-cádmio : Menos manutenção;
Carrega em menor tempo;
FUNCIONAMENTO
e
CIRCUITO EXTERNO
FONTE
DE DDP
i
Â
N
O
D
O
ELETRÓLITO
C
Á
T
O
D
O
LEGENDA:
e = elétron
i = corrente elétrica
= ânion
= cátion
CONSTRUÇÃO
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS
•
Tensão nominal
•
Tensão máxima do equipamento
•
Tensão mínima do equipamento
•
Tensão de flutuação por elemento
•
Tensão final de descarga do elemento
•
Tensão de equalização por elemento
•
Tensão de carga profunda por elemento
•
Capacidadade da bateria
SÉRIE/PARALELO
BANCO DE BATERIAS
Associação de baterias;
 Características próprias de tensão e
capacidade(conexão);
 Funcionamento de equipamentos durante a
queda da rede elétrica da concessionária.
 A instalação das baterias deve ser executada de
acordo com as instruções contidas no manual do
fabricante e atendendo os códigos e
regulamentação local.
 Deve ser condicionado em uma caixa ou sala de
fácil acesso, seguro, protegidos de variações
extremas de temperatura (entre 20 e 25ºC) e com
ventilação adequada.

CONSIDERAÇÕES NAS MONTAGENS DAS
BATERIAS
Estejam carregadas;
 Sejam instaladas próximas dos painéis solares
(minimizar perdas);
 Haja interligações entre baterias com cabos de
mesmo comprimento e fiação cruzada(atenção
com as polaridades);
 Proteja os pólos evitando oxidação.

BANCO DE BATERIAS INTELIGENTE
Um dos focos atuais sobre a questão do uso de
banco de baterias;
 O desenvolvimento deste aparelho consiste
encontrar uma solução para empresas que não
podem parar seus servidores e precisavam de
uma previsão para o término da vida útil de suas
baterias, garantindo segurança e tranquilidade
aos usuários.

VANTAGENS
Segurança e tranqüilidade;
 Fácil instalação e operação;
 Conforto e agilidade;
 Versatilidade (pode ser instalado em conjunto
com qualquer No-break);
 Possibilidade de realizar testes nas baterias sem
a necessidade de desligar o no-break;

DIMENSIONAMENTO DE BANCO DE
BATERIA PARA SISTEMA ININTERRUPTO DE
ENERGIA

Dados do Sistema
Potência Aparente de Saída , Pap= 100kVA
 Rendimento do Inversor, η inv = 93%
 Fator de Potência de Saída , fp = 0,8
 Número de elementos, n = 240
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
Cálculo da Potência por Elemento
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Dados de Criticidade
Alta: quando o consumidor necessita de 100% de
confiabilidade e disponibilidade de energia.
Média: quando o consumidor necessita de 100% de
confiabilidade de qualidade de energia (energia
condicionada), porém pode ser interrompido, desde
que seja de uma forma programada.
Baixa: quando o consumidor necessita apenas de
confiabilidade na qualidade de energia (energia
condicionada), porém não sofre e nem gera
prejuízos com as interrupções prolongadas de
energia.
DIMENSIONAMENTO DA CAPACIDADE DA
BATERIA
EXEMPLO
 Sistema
de Potência Ininterrupto:
SALA CIRÚRGICA
100% de disponibilidade de qualidade e continuidade
de energia;
• Criticidade Alta;
• Bateria de Alta Integridade -> autonomia de 5 horas,
com 1 nível de redundância;
• infra-estrutura possui Gerador;
• redundância pode ser feita dividindo o banco de
baterias em dois;
• em condições normais serão descarregados em 5 horas
com metade da potência.
Portanto, deve ser considerado:
Pat = 358,4 / 2 = 179,2 [W/elemento].
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•
•
•
Adota-se a Curva de Descarga da Bateria de um
fabricante tradicional do mercado;
Coluna de 5 horas, observa-se que a bateria de 2
[Vcc], 600[Ah] tem condições de fornecer 226
[W/elemento], até uma tensão final de descarga de
1,75 [Vcc];
Pelos cálculos, necessita-se de apenas 179,2
[W/elemento], este modelo atende com muita
segurança o tipo de aplicação;
Observa-se que o UPS deverá ser configurado para
uma tensão final de descarga de 1,75 [Vcc] por
elemento, pois pelas recomendações do fabricante
da bateria, este é o valor mínimo que o elemento
pode atingir, para estas condições de uso, de forma
que sua vida útil não seja prejudicada.
ANÁLISE DOS RESULTADOS

Para o exemplo apresentado, conclui-se que o
resultado do dimensionamento é a utilização de 2
bancos em paralelo, da bateria estacionária
regulada à válvula, de 2 [Vcc] 600 [Ah], cuja
autonomia inicial será maior que 5 horas.
ACIDENTES
CONCLUSÃO
Revisão sobre a teoria, características e
funcionamento de baterias;
 Aspectos construtivos e tipos de células
existentes;
 Exemplo prático de um dimensionamento de
banco de baterias para sistema ininterrupto,
destacando a importância de se conhecer bem os
fabricantes, distribuidores de baterias e
equipamentos, em casos de aplicações mais
complexas, com UPS’s mais críticos.

REFERÊNCIAS
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[1] H. Mileaf, “Eletricidade 6,” 3ª ed. brasileira,
Editora Martins Fontes, 1985.
[2] http://www.inovacaotecnologica.com.br
[3] http://pt.wikipedia.org/wik/Circuito paralelo
[4] http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_serie
[5] http://www.cp.com.br/upl/artigo_7.pdf
[6] http://pt.wikipedia.org/wiki/Bateria
[7] W. S. Spares, “Dimensionamento de Bateria para
Sistema Ininterrupto de Energia”.
[8] http://www.cp.com.br/upl/artigo_1.pdf
[9] http://www.autoart.com.br/produtos_detalhes