A maioria das compras de baterias começa com o número errado - a placa de identificação kWh na caixa ou um vago 'quantos Powerwalls eu preciso?' A maneira confiável de dimensionar um sistema de backup é de baixo para cima: liste os aparelhos que você deve manter funcionando durante uma interrupção, totalize seu uso real de energia e volte à capacidade utilizável, às baterias e ao inversor que deve acioná-los. Esta calculadora faz exatamente isso e difere deliberadamente de uma ferramenta de ROI de bateria solar – trata-se de manter as luzes acesas, não de arbitragem do tempo de uso.
Dimensionando um backup versus dimensionando uma bateria solar
Uma ferramenta de economia de bateria solar começa com o kWh diário de toda a casa e as taxas de tempo de uso da concessionária para estimar o retorno e a independência da rede. O dimensionamento de backup é uma questão diferente: quais cargas específicas devem sobreviver a uma interrupção, por quanto tempo, e seu inversor pode iniciá-las fisicamente? Um perfil de toda a casa pode ser de 30 kWh/dia, mas um perfil de cargas críticas bem escolhido – geladeira, luzes, internet, carregamento de telefone, ventilador de forno – geralmente é de apenas 6–10 kWh/dia. Essa distinção é a maior alavanca no custo: cortar a carga reduz aproximadamente o número de baterias. Comece com a predefinição Essentials ou Medical-Critical, adicione apenas o que você realmente precisa e normalmente você descobrirá que uma ou duas baterias cobrem uma interrupção realista, em vez das cinco ou seis que uma meta para toda a casa exige. Se você também deseja o cenário financeiro – retorno financeiro, economia de TOU, ROI – use a Calculadora de armazenamento de bateria solar.
Por que o kWh utilizável é sempre menor que a placa de identificação
Dois fatores reduzem a capacidade nominal de uma bateria à energia que você realmente pode usar. A profundidade de descarga (DoD) é a profundidade com que você pode drenar o pacote com segurança: baterias modernas de fosfato de ferro-lítio (LFP) - Powerwall, Enphase IQ, Franklin - toleram 90-100% DoD, enquanto as baterias de chumbo-ácido devem ser limitadas a cerca de 50% ou seu ciclo de vida entra em colapso. A eficiência de ida e volta é a energia perdida na conversão de entrada e saída: o lítio perde cerca de 5–10%, o chumbo-ácido 15–20%. Multiplique-os: uma bateria de lítio de 13,5 kWh com 90% DoD e 90% de eficiência fornece cerca de 10,9 kWh utilizáveis; a mesma placa de identificação em chumbo-ácido com 50% DoD e 80% de eficiência produz apenas 5,4 kWh. Dimensionar de acordo com a placa de identificação em vez da capacidade utilizável é a forma mais comum pela qual as pessoas subconstruem um backup e ficam sem energia no meio de uma queda de energia. Esta calculadora sempre funciona com capacidade utilizável, então a contagem de bateria que ela retorna reflete o mundo real.
Surge vs. watts contínuos – a especificação que desarma os inversores
Energia (kWh) informa quanto tempo a bateria dura; potência (watts) informa se o inversor pode operar a carga e são independentes. Um inversor tem duas classificações: watts contínuos (a carga constante que pode transportar indefinidamente) e watts de pico (uma explosão breve e mais alta). Cargas resistivas – luzes, aquecedores, carregadores – consomem seus watts nominais e nada mais. Mas as cargas do motor aumentam na inicialização: um compressor de refrigerador, uma bomba de poço de ½ HP, uma bomba de depósito ou um ar condicionado podem extrair momentaneamente 2,5–3,5× seus watts de funcionamento por uma fração de segundo. O caso de perigo é quando um motor dá partida enquanto outros já estão funcionando – o pico combinado pode exceder a classificação de surto e desarmar o inversor mesmo que a bateria esteja quase cheia. Esta ferramenta modela o pior caso (carga contínua mais o maior pico de inicialização) e o sinaliza. Correções quando você excede a classificação: escalonar as inicializações do aparelho, adicionar uma soft-starter ao CA ou à bomba ou aumentar o tamanho do inversor.
Quanto tempo realmente durará um Powerwall?
O tempo de execução é apenas a energia utilizável dividida pela carga, mas a suposição de carga é tudo. Os ~10,9 kWh utilizáveis de um único Powerwall executam uma carga doméstica inteira de 30 kWh/dia por menos de 9 horas, uma carga reduzida de 12 kWh/dia (sem AC, secador ou fogão) por cerca de 22 horas e uma carga essencial de 6 kWh/dia por quase dois dias. A maneira mais rápida de estender o backup não é comprar mais baterias – é eliminar os consumidores de energia. AC central (3–5 kW), aquecimento por resistência elétrica e aquecedores de ambiente (1,5 kW cada), fogões elétricos (2–4 kW) e secadores elétricos (5 kW) dominam o sorteio de uma casa; descartá-los durante uma interrupção pode triplicar seu tempo de execução. Emparelhar a bateria com a energia solar muda completamente a matemática: assim que a colheita solar diária atinge a sua carga diária, o banco é reabastecido a cada dia ensolarado e o backup torna-se efetivamente indefinido. Sem energia solar, uma bateria fornece exatamente um tanque de energia armazenada. Dimensione esse tanque em relação à carga que você realmente carregará, com margem para uma interrupção mais longa do que o esperado.