(Dissertativa) Uma bomba elétricas exige P_load = 2,40 kW por t = 3,00 h. Sistema com inversor de eficiência…

Questão

(Dissertativa) Uma bomba elétricas exige P_load = 2,40 kW por t = 3,00 h. Sistema com inversor de eficiência ?_inv = 0,90 e baterias comerciais de 12,0 V, 100 Ah. Projeto pede banco nominal V_banco = 48 V e profundidade de descarga máxima DoD = 0,80. Calcule o número mínimo de baterias e explique a configuração série/paralelo.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Energia da carga: E_load = P·t = 2400 W·3,00 h = 7200 Wh. 2) Energia requerida da bateria: E_bat = E_load/?_inv = 7200/0,90 = 8000 Wh. 3) Energia por string (4 baterias em série para 48 V): E_string = V_banco·C = 48 V·100 Ah = 4800 Wh (bruto); utilizável = E_string·DoD = 4800·0,80 = 3840 Wh. 4) Número de strings em paralelo = ceil(E_bat / utilizável) = ceil(8000/3840) = 3 strings. 5) Baterias totais = 4 (série)·3 (paralelo) = 12 baterias. Configuração: montar 3 strings idênticas, cada string com 4 baterias de 12 V em série (4×12 V = 48 V) e ligar as 3 strings em paralelo para alcançar a capacidade requerida.

Explicação

A solução apresentada calcula a energia necessária considerando a eficiência do inversor e a profundidade de descarga das baterias, garantindo que a energia disponível atenda à demanda da bomba. A configuração em série aumenta a tensão para 48 V, enquanto a conexão em paralelo permite atingir a capacidade total necessária, resultando em um sistema equilibrado e eficiente. Assim, a quantidade de baterias e a disposição em strings garantem que a carga seja suprida adequadamente sem comprometer a vida útil das baterias.

Raio-X da questão

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