Como um motorhome usa 10 kWh em baterias para manter equipamentos longe da rede

Um motorhome equipado com geração solar e 10 kWh de armazenamento em baterias de lítio foi projetado para manter equipamentos como ar-condicionado, geladeira e eletrodomésticos funcionando durante as viagens sem depender continuamente de uma conexão à rede elétrica.

O sistema conta com três formas de carregamento: energia proveniente de uma fonte externa, geração fotovoltaica instalada no teto e energia fornecida pelo alternador do próprio veículo. Segundo o responsável pelo projeto, Eduardo Macedo, a conexão externa acabou ficando apenas como alternativa de backup e não precisou ser utilizada na operação relatada durante o programa.

O projeto foi apresentado durante o Papo Solar, com participação de Eduardo Macedo, físico formado pela UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora) e especialista em sistemas Victron Energy, e Edimar Prumucena, Sales Manager Brasil da Victron Energy.

A conversa mostrou a arquitetura elétrica do veículo e discutiu os cuidados necessários para integrar geração, armazenamento, cargas e sistemas de proteção em uma aplicação móvel.

Duas baterias armazenam 10 kWh

O banco de armazenamento do motorhome é formado por duas baterias de lítio de 5 kWh cada, totalizando 10 kWh.

Durante o programa, Macedo explicou que configurou a operação considerando até 80% de descarga, o que corresponde, segundo o cálculo apresentado por ele, a cerca de 8 kWh disponíveis para utilização sem novo carregamento.

O proprietário relatou ainda uma situação prática: após passar uma noite com o ar-condicionado ligado, encontrou as baterias com aproximadamente 80% de carga na manhã seguinte. Pelas contas apresentadas durante a conversa, o consumo naquela situação ficou em torno de 2 kWh.

O resultado, porém, está relacionado às características específicas do projeto. O ar-condicionado utilizado foi desenvolvido para aplicações em motorhomes, funciona em 24 V e, segundo Macedo, possui elevada eficiência energética. Por isso, o consumo relatado não deve ser interpretado como referência para qualquer aparelho ou instalação.

Três painéis somam 1,35 kWp

A geração fotovoltaica é formada por três módulos de 450 W instalados no teto do veículo, totalizando 1,35 kWp. A eletricidade produzida pelos painéis passa por um controlador de carga MPPT antes de chegar ao barramento e às baterias. Quando existe consumo simultâneo durante o dia, a geração também pode atender às cargas do motorhome.

Diferentemente de muitas instalações fotovoltaicas convencionais, Macedo explicou que os três módulos do veículo foram ligados em paralelo. Na configuração apresentada, cada painel opera com tensão próxima de 40 V, enquanto as correntes dos módulos são somadas.

A arquitetura foi definida de acordo com as características da aplicação móvel e dos demais componentes do sistema.

Alternador funciona como terceira fonte de carregamento

Além da rede externa e dos módulos fotovoltaicos, o projeto utiliza o próprio alternador do veículo como fonte adicional de energia.

Nesse caso, conversores fazem a adequação da eletricidade fornecida pelo alternador às condições necessárias para carregar as baterias de lítio.

De acordo com a explicação apresentada no episódio, três equipamentos utilizados nessa etapa fornecem, juntos, potência da ordem de 1 kW. Dessa forma, caso a geração solar não seja suficiente ou as baterias atinjam um nível baixo de carga, o veículo pode ser ligado para fornecer energia ao sistema de armazenamento.

A combinação cria redundância: o usuário não depende exclusivamente do recurso solar para recuperar a carga das baterias durante uma viagem.

Monitoramento pode ser feito remotamente

Outro recurso apresentado foi a possibilidade de acompanhar remotamente parâmetros do sistema elétrico.

Com conexão à internet, informações dos equipamentos podem ser consultadas a distância, permitindo acompanhar o funcionamento e realizar diagnósticos. Durante o episódio, os participantes explicaram que essa conectividade também possibilita suporte remoto quando ocorre algum problema durante uma viagem.

A característica ganha importância em aplicações móveis, já que uma falha pode acontecer longe do instalador ou do local onde o sistema foi originalmente montado.

A modularidade também foi apontada como uma escolha do projeto. Em vez de concentrar diferentes funções em um único equipamento, a arquitetura utiliza componentes separados para carregamento, conversão, proteção e monitoramento.

Com isso, uma eventual falha pode ser localizada em um componente específico, além de permitir alterações e ampliações conforme as necessidades do usuário.

Projeto começou a ser planejado anos antes

A configuração apresentada não surgiu de uma instalação improvisada. Macedo relatou que começou a estudar o sistema cerca de quatro anos antes e pesquisou equipamentos, características elétricas e possibilidades de integração antes da montagem.

Entre os pontos considerados estavam tensão de operação, dimensionamento dos componentes e compatibilidade dos equipamentos.

O proprietário optou por estruturar grande parte do motorhome em 24 V. Segundo ele, trabalhar com tensão maior permite reduzir a corrente para uma mesma potência, o que interfere, entre outros aspectos, no dimensionamento dos cabos.

Equipamentos como geladeira e ar-condicionado também foram escolhidos para operar diretamente nessa tensão. O inversor ficou destinado principalmente às cargas que necessitam de corrente alternada, como fogão por indução e micro-ondas.

Assista ao episódio completo

O episódio completo do Papo Solar sobre energia solar e armazenamento em motorhomes está disponível no canal do Canal Solar no YouTube.

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