Início / Elétrica e motores

Autonomia de nobreak e banco de baterias

Informe a carga, o rendimento do inversor e o banco de baterias para saber quanto tempo o nobreak segura e de quantos Ah você precisa para a autonomia desejada, já com temperatura e envelhecimento.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Estimativa preliminar
Carga
Banco de baterias (chumbo-ácido)

Tensão do banco = número de baterias de 12 V × 12 (6 células de 2 V cada). Um banco de 16 baterias de 12 V em série tem 192 V e 96 células.

Condições e objetivo
—Autonomia estimada
—

Autonomia conforme a carga

Tempo até a tensão final com o banco informado, nova e no fim da vida (com o fator de envelhecimento). O ponto é a carga atual.

Toque no gráfico para ver os valores.

Capacidade necessária por string conforme a autonomia

Ah de cada bateria para a carga atual, com temperatura, tensão final e envelhecimento. A linha tracejada é a bateria escolhida.

Toque no gráfico para ver os valores.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

P_bateria = P_saída ÷ η_inversor; I = P_bateria ÷ (n_células × V_média), V_média = (2,10 + V_final) ÷ 2 por célula
Peukert: t = H × [C_ef ÷ (I_string × H)]^k, com H = 20 h (C20) ou 10 h (C10); C_ef = C × f_T × f_V ÷ f_envelhecimento
Temperatura: f_T = 1 + λ (T − 25), λ = 0,01/°C até 1 h e 0,006/°C acima de 3 h; f_T ≤ 1
Tensão final: f_V = 1 + 0,8 × (1,75 − V_final), limitado a 0,85…1,12; capacidade necessária: C = I × H × (t ÷ H)^(1/k) × f_envelhecimento ÷ (f_T × f_V)

Hipóteses e limites

  • Banco chumbo-ácido (VRLA ou ventilado) de 2 V por célula, strings iguais dividindo a corrente por igual e potência constante na saída.
  • O fator de tensão final é uma aproximação linear de curvas típicas de catálogo VRLA; a tensão média de descarga é a média entre 2,10 V e a tensão final.
  • Peukert é confiável entre cerca de 30 min e 20 h. Para descargas de poucos minutos, o dimensionamento correto usa as tabelas de potência constante do fabricante (IEEE 1184 e IEEE 485).
  • Fator de envelhecimento 1,25 (fim de vida a 80% da capacidade), conforme IEEE 485 e IEEE 1188. Não inclui margem de projeto para crescimento de carga.

Normas e documentos técnicos

  • IEEE 485: Recommended Practice for Sizing Lead-Acid Batteries for Stationary Applications
  • IEEE 1184: Guide for Batteries for Uninterruptible Power Supply Systems
  • IEEE 1188: Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Valve-Regulated Lead-Acid (VRLA) Batteries for Stationary Applications
  • IEC 60896-11 / IEC 60896-21: Stationary lead-acid batteries — vented types and valve-regulated types, methods of test
  • IEC 62040-3: Uninterruptible power systems (UPS) — Method of specifying the performance and test requirements
  • Linden, D.; Reddy, T. B.: Handbook of Batteries, McGraw-Hill

Legislação e regulamentos no Brasil

  • ABNT NBR 15204: conversor a semicondutor — sistema de alimentação de potência ininterrupta com saída em corrente alternada (nobreak) — segurança e desempenho
  • ABNT NBR 15389: bateria chumbo-ácida estacionária regulada por válvula — instalação e montagem
  • ABNT NBR 5410: instalações elétricas de baixa tensão
  • NR-10: segurança em instalações e serviços em eletricidade

Perguntas frequentes

Quanto tempo dura um nobreak de 8 kW com 16 baterias de 100 Ah?

Com 94% de rendimento e Peukert de 1,15, cerca de 93 minutos com baterias novas e 72 minutos no fim da vida útil, a 25 °C e 1,75 V por célula.

Por que não basta dividir Wh da bateria pela carga?

Porque a capacidade em Ah é medida em 20 h. Numa descarga de 1 h, uma bateria de 100 Ah C20 entrega só uns 60 a 70 Ah. O expoente de Peukert corrige isso.

Qual o efeito do frio na autonomia?

A 15 °C, a capacidade cai cerca de 10% em descargas de 1 h. A IEEE 485 manda dimensionar pela menor temperatura esperada da sala.

Por que usar fator de envelhecimento de 1,25?

A bateria é trocada quando chega a 80% da capacidade. Dimensionando com 1,25, a autonomia exigida continua garantida até o último dia antes da troca.