Monitores de bateria

A monitorização da bateria pode ser muito útil, mas com tantos tipos de contadores e monitores disponíveis, como selecionar um que funcione para si? Pretende informações detalhadas sobre a sua configuração fora da rede para que possa ajustar e gerir a sua utilização de energia, ou apenas uma referência rápida? Neste guia, explicaremos os diferentes tipos de contadores e monitores disponíveis e as vantagens de cada um.

Porquê monitorizar a sua bateria?

Então, pode perguntar: “Porque é que preciso de um monitor de bateria? Um monitor de bateria pode ser extremamente útil para gerir a sua utilização de energia e evitar o consumo excessivo da bateria (que pode levar a danos na bateria). Poder ver a energia disponível dá-lhe a oportunidade de encontrar uma fonte de recarga se vir que a(s) sua(s) bateria(s) está(ão) a ficar fraca(s). As baterias baseadas na tecnologia de chumbo-ácido, por exemplo, não devem ser descarregadas abaixo de aproximadamente 12,1 V porque, a este nível, podem começar a sofrer danos por sulfatação, o que pode reduzir a sua vida útil ou danificá-las para além da reparação. Ao monitorizar a bateria, é possível ver quando está a atingir este nível crítico de descarga e fazer alterações para evitar danos.

Os monitores de bateria podem ajudá-lo a identificar problemas como descargas parasitas, em que um aparelho retira uma pequena quantidade de energia da bateria sem o seu conhecimento, e estes tipos de problemas podem esgotar as baterias se não forem detectados durante longos períodos de tempo. Os monitores de bateria também podem ser uma atualização extremamente útil para o seu sistema porque, munido de conhecimentos sobre a sua utilização de energia, pode planear melhor e garantir que o seu sistema consegue satisfazer os seus requisitos de energia.

Voltímetros

Os voltímetros são dispositivos simples que apresentam apenas algumas informações, no entanto, esta leitura da tensão pode ser utilizada com bons resultados, uma vez que lhe pode dar uma percentagem aproximada do estado de carga da sua bateria, para lhe dar uma ideia aproximada da energia que lhe resta. Os diagramas abaixo mostram como a tensão da bateria corresponde a uma % do estado de carga para diferentes químicas de bateria.

No entanto, há uma advertência muito importante quando se utilizam monitores de bateria: só se deve efetuar uma leitura da tensão com todas as fontes de carga e cargas desligadas. A tensão apresentada nestas condições é designada por tensão “sem carga” ou “quiescente”. Quando uma bateria está sob carga (quando lhe é retirada corrente), a tensão medida desce, e quando está a ser recarregada, a tensão medida sobe, pelo que não está a ler a tensão em vazio e pode, portanto, determinar o estado de carga correspondente. Quando todas as cargas e fontes de carregamento forem removidas, é melhor deixar a bateria sem carga durante um curto período de tempo para permitir que a tensão estabilize antes de a ler.

Os voltímetros são simples e baratos e, desde que se tenha consciência das suas limitações, podem fornecer informações suficientes para o ajudar a monitorizar eficazmente as suas baterias.

Contadores de corrente/ampere

Os amperímetros medem a corrente e são colocados em linha entre a bateria e as cargas (os circuitos que estão a ser alimentados) e podem ser um complemento útil para a monitorização da bateria. Se souber quantos amperes são consumidos e durante quanto tempo, tem uma medida de Ah (amperes x horas). Esta é a mesma unidade de medida utilizada para especificar a capacidade de armazenamento de energia das baterias, pelo que lhe permite estimar a duração da sua bateria. Por exemplo, se a sua bateria totalmente carregada tiver uma capacidade de 100 Ah, o amperímetro mostrar que está a consumir 5 A e planear fazer funcionar a carga durante 10 horas, terá utilizado 50 Ah, pelo que sabe que terá esgotado a bateria até cerca de 50% do seu estado totalmente carregado. Isto permite-lhe calcular quanto tempo pode fazer funcionar a bateria com um determinado consumo de corrente até precisar de ser recarregada.

Assim, enquanto um voltímetro apenas lhe diz quando atingiu um determinado nível de tensão, um amperímetro permite-lhe estimar o tempo de funcionamento da sua bateria. Mais uma vez, os amperímetros são relativamente baratos e fáceis de instalar e podem beneficiar quem procura uma solução discreta para monitorizar o seu consumo de energia, especialmente quando utilizados em conjunto com um voltímetro.

Percentagem de monitores/indicadores de estado

Estes tipos de monitores são essencialmente voltímetros, mas a leitura é apresentada graficamente em vez de numericamente (ou uma combinação de ambos). São extremamente úteis para os principiantes ou para quem procura uma referência rápida e fácil, uma vez que eliminam todos os problemas de cálculo que pode ter com os voltímetros. A eletrónica no interior do medidor detecta a tensão e apresenta o estado de carga da bateria em função do rácio entre a tensão “sem carga” e a % de estado de carga explicada acima (pelo que não é necessário ter um gráfico de referência à mão). As versões mais comuns são as que apresentam LEDs de cores diferentes para indicar o estado da % de carga, com o verde a indicar “saudável”, o âmbar a indicar “aviso: é necessário recarregar” e o vermelho a indicar “perigo, descarga excessiva”.
Estas unidades são ideais para quem pretende um medidor muito fácil de compreender e, mais uma vez, são de baixo custo. O mesmo aviso aplica-se aos voltímetros no que diz respeito a certificar-se de que lêem a tensão “sem carga” e deve também ter em atenção que são quase sempre concebidos para utilização com baterias de chumbo-ácido húmidas, pelo que não serão tão precisos para baterias AGM ou de gel e não são definitivamente adequados para baterias de lítio.

Monitores de bateria baseados em bypass

Mais avançados e consequentemente mais caros, estes monitores utilizam uma resistência de alta precisão chamada shunt que é colocada em linha com a ligação negativa da bateria e mede continuamente o fluxo de corrente que entra e sai da bateria. Uma vez configuradas inicialmente com informações sobre a bateria (tipo, capacidade, etc.), estas unidades podem monitorizar com muita precisão o estado da carga em qualquer momento e, mais importante ainda, as leituras não são afectadas pela carga da bateria.

Estes monitores fornecem uma vasta gama de informações, incluindo todas as informações já descritas acima e muito mais. O consumo de corrente, a tensão, a percentagem de carga, os kW carregados/descarregados, o “tempo restante” da bateria e outras caraterísticas podem ser acedidos através do visor da unidade ou através de uma aplicação, dependendo do modelo. Alguns modelos oferecem alarmes configuráveis, permitindo ao utilizador definir um alarme para soar (ou ativar uma luz de aviso) em várias condições (por exemplo, quando a bateria tem pouca tensão). Também pode estar disponível uma função para ativar um relé nestas situações, de modo a permitir o arranque automático de um gerador/carregador para recarregar a bateria. Alguns sistemas muito avançados, como o Victron Cerbo, não só fornecem informações sobre a bateria, como também funcionam como uma central de informação e controlo para todos os dispositivos ligados ao sistema de 12V.

Considerações finais sobre a tensão da bateria

Ao utilizar um monitor de bateria, poderá ver leituras acima de 12V na sua bateria de “12V”, mas porquê? 12V é simplesmente a tensão nominal da bateria e as tensões reais medidas podem variar significativamente. Por exemplo, uma bateria, quando totalmente carregada, terá normalmente entre 12,6 e 12,8V para baterias de chumbo-ácido e até 14,4V para baterias de lítio. O carregamento de uma bateria fará com que a tensão medida aumente ainda mais à medida que recebe uma tensão de carga mais elevada do carregador, que pode variar entre 13,6 V e 15 V. É por este motivo que os voltímetros simples podem dar uma falsa impressão do estado da bateria. Imagine que a sua bateria estava quase completamente descarregada e que ligou um controlador solar com boa luz solar; o seu voltímetro pode de repente ler uma tensão de carga de 14,4 V, mas ainda não haveria praticamente nenhuma carga na bateria (retire o controlador solar e a tensão da bateria cairia a pique). Os monitores avançados baseados em shunt ajudam a combater esta situação, uma vez que podem identificar o estado de carga da bateria e a quantidade de carga que está a entrar ou a sair da bateria em qualquer altura, independentemente do que está a acontecer no seu sistema.

Esperamos que este artigo lhe tenha sido útil. Para ver a nossa gama de monitores de bateria VOLTÍMETROS & MONITORES DE BATERIA