Quantas horas uma bateria solar mantém a casa funcionando durante um apagão?

Uma bateria solar de 10 kWh pode manter uma casa funcionando por cerca de 32 horas durante um apagão, se apenas o essencial ficar ligado: iluminação, geladeira, freezer e internet. Com mais conforto, como TV, notebook e ventiladores, a mesma bateria dura cerca de 13 horas. Se a casa inteira continuar funcionando, com ar-condicionado e chuveiro elétrico, a autonomia cai para cerca de 4 horas. A resposta depende muito mais do que fica ligado do que do tamanho da bateria, e também de dois fatores que pouca gente considera: a carga da bateria no momento da queda e a geração solar durante o apagão.

Neste artigo, você vai ver como fazer essa conta, os três cenários em detalhe e o que fazer para a bateria durar mais quando a energia cair.

A resposta curta: depende do que fica ligado

A autonomia de uma bateria funciona como a de um carro: ela depende do tamanho do tanque e de quanto você pisa no acelerador. Uma bateria grande alimentando um ar-condicionado se esgota mais rápido que uma bateria pequena alimentando só a geladeira e a iluminação.

Por isso, não existe um número único de horas para uma bateria solar. Existe uma faixa, que vai de poucas horas, quando a casa funciona como em um dia normal, a mais de um dia inteiro, quando só as cargas essenciais ficam ligadas.

A conta: energia útil dividida pela potência das cargas

Para estimar quantas horas uma bateria dura, divida a energia útil da bateria, em kWh, pela potência média das cargas ligadas, em kW.

A energia útil não é a capacidade nominal da bateria. Ela desconta duas coisas: a profundidade de descarga, que é o quanto da bateria pode ser usado sem prejudicar sua vida útil, e as perdas de conversão do inversor. Para uma bateria de lítio ferro fosfato (LiFePO4) de 10 kWh, com 90% de profundidade de descarga e 90% de eficiência, a energia útil fica em torno de 8,1 kWh. É esse número que entra em todos os cenários deste artigo.

O limite de descarga é aplicado pelo BMS, o sistema que gerencia as baterias, em conjunto com a configuração do inversor, para proteger as células.

Quanto cada equipamento consome por hora

A tabela abaixo mostra a potência média de equipamentos comuns em uma residência e a energia que cada um consome em uma hora. São valores de referência: geladeiras e freezers aparecem pela potência média, porque o compressor liga e desliga ao longo do tempo.

A diferença de escala chama atenção. Uma hora de chuveiro elétrico consome mais energia do que um dia inteiro de geladeira, freezer e internet juntos. É por isso que a escolha das cargas prioritárias pesa tanto na autonomia.

Cenário 1: só o essencial

Neste cenário, ficam ligados a iluminação LED, a geladeira, o freezer, o roteador e a ONU de internet e alguns carregadores de celular. A potência média fica em torno de 250 W, ou 0,25 kW.

Com 8,1 kWh de energia útil, a bateria sustenta essas cargas por cerca de 32 horas. Na prática, isso significa atravessar uma noite inteira, o dia seguinte e boa parte da noite seguinte sem perder alimentos e sem ficar sem internet, mesmo que não houvesse geração solar nenhuma.

Cenário 2: conforto parcial

Aqui, além das cargas essenciais, entram a TV, um notebook para trabalho, dois ventiladores e o uso eventual da bomba d’água e do micro-ondas. A potência média sobe para cerca de 630 W.

A mesma bateria passa a sustentar a casa por cerca de 13 horas. É autonomia suficiente para uma queda que começa no fim da tarde e só termina na manhã seguinte, com a rotina da casa praticamente preservada.

Cenário 3: a casa inteira

No terceiro cenário, a casa funciona como em um dia normal: além das cargas anteriores, um ar-condicionado fica ligado e o chuveiro elétrico é usado. A potência média sobe para cerca de 2 kW.

Nesse caso, a bateria dura cerca de 4 horas. E há um problema adicional, que vai além da energia: um chuveiro elétrico de 5.500 W ligado ao mesmo tempo que outras cargas pode exigir mais potência do que o inversor consegue entregar. O sistema pode desarmar antes mesmo de a bateria se esgotar.

Os três cenários lado a lado

A tabela resume os cenários, todos calculados para a mesma bateria LiFePO4 de 10 kWh, com 8,1 kWh de energia útil e sem geração solar durante o apagão. Os valores são ilustrativos.

A mesma bateria entrega oito vezes mais autonomia no cenário essencial do que no cenário da casa inteira. Essa é a razão pela qual sistemas com baterias são projetados com um circuito separado para as cargas prioritárias.

Esse circuito é assumido pelo inversor quando a rede cai, enquanto o restante da instalação fica sem energia. Em alguns projetos, uma chave de transferência permite alternar manualmente a alimentação dessas cargas entre a rede e o sistema com baterias.

A bateria nem sempre está cheia quando a energia cai

Todos os cenários acima consideram que a bateria está carregada no início do apagão. Na prática, isso nem sempre acontece. Em sistemas híbridos que usam a bateria todos os dias, armazenando energia solar para consumir à noite, a bateria pode estar com metade da carga ou menos quando a energia cai, especialmente de madrugada.

Esse é um dos pontos mais importantes da configuração do sistema. O inversor permite definir uma reserva mínima de carga, que não é usada no ciclo diário e fica guardada para quedas de energia. Uma reserva de 50%, por exemplo, garante que pelo menos metade da autonomia calculada esteja sempre disponível, mesmo que a queda aconteça no pior horário.

A escolha da reserva é um equilíbrio. Quanto maior a reserva, mais segurança no backup e menos energia disponível para o consumo diário. Quem prioriza a proteção contra quedas tende a manter uma reserva maior. Quem prioriza o uso diário da energia solar tende a manter uma reserva menor. O monitoramento remoto do sistema, incluído nos projetos da Sunus Sistemas Fotovoltaicos, mostra a carga da bateria a qualquer momento.

Apagão de dia ou de noite: o que a geração solar muda

Em um sistema híbrido, os painéis solares continuam funcionando durante o apagão. O inversor usa a energia solar para alimentar as cargas prioritárias e, se houver sobra, para recarregar a bateria. Por isso, uma queda que começa às 10h exige muito menos da bateria do que uma queda que começa às 18h.

Em um dia de sol, um sistema residencial de 4 kWp costuma gerar algo entre 15 e 20 kWh ao longo do dia, dependendo da região e da época do ano. Isso é suficiente para manter as cargas do cenário 2, que consomem cerca de 15 kWh em 24 horas, e ainda devolver carga à bateria. Em uma sequência de dias ensolarados, um apagão longo pode ser atravessado sem que a bateria se esgote.

Em dias nublados ou chuvosos, a geração cai bastante, e a autonomia volta a depender principalmente da bateria. É por isso que o cenário mais exigente para o planejamento costuma ser a queda noturna, depois de um dia de pouco sol.

Energia e potência: o que pode desligar o sistema antes da hora

A autonomia em horas depende da energia, medida em kWh. Mas existe um segundo limite, medido em kW: a potência que o inversor e a bateria conseguem entregar ao mesmo tempo. Se várias cargas pesadas forem ligadas juntas, o sistema pode desarmar por excesso de potência, mesmo com a bateria cheia.

Motores de portão, bombas d’água e compressores de geladeira consomem, por alguns instantes ao ligar, várias vezes a sua potência nominal. Um inversor bem dimensionado suporta esses picos. Entenda como o inversor híbrido assume as cargas na queda de energia para ver como potência e energia trabalham juntas.

Como fazer a bateria durar mais durante um apagão

• Concentre o uso nas cargas prioritárias e evite ligar chuveiro elétrico, forno elétrico e ar-condicionado enquanto a energia não volta.
• Mantenha geladeira e freezer fechados o máximo possível. Eles conservam o frio por horas e o compressor liga menos vezes.
• Aproveite as horas de sol para as tarefas que consomem mais energia, como bombear água ou usar o micro-ondas, enquanto os painéis estão gerando.
• Evite ligar várias cargas pesadas ao mesmo tempo, para não ultrapassar a potência do inversor.
• Acompanhe a carga da bateria pelo aplicativo de monitoramento e ajuste o uso conforme a duração esperada da queda.

Perguntas frequentes

Uma bateria de 5 kWh aguenta quantas horas?

Depende das cargas. Com cerca de 4 kWh de energia útil, uma bateria de 5 kWh sustenta o essencial (iluminação, geladeira, freezer e internet, em torno de 250 W) por cerca de 16 horas. Com cargas de conforto, em torno de 630 W, dura cerca de 6 horas. Esses valores consideram a bateria cheia no início da queda e nenhuma geração solar.

A bateria solar consegue manter o ar-condicionado ligado durante um apagão?

Consegue, desde que o inversor tenha potência suficiente e o banco de baterias tenha capacidade para isso. O ar-condicionado, porém, reduz muito a autonomia: um aparelho de 12.000 BTU consome, em média, de 0,8 a 1 kWh por hora, o equivalente a 8 a 10 horas de geladeira e freezer funcionando juntos.

Posso usar o chuveiro elétrico com a bateria solar?

Em geral, não é recomendado. Um chuveiro elétrico consome 5.500 W ou mais, o que exige um inversor de alta potência e esgota a bateria rapidamente. Na maioria dos projetos, o chuveiro fica fora do circuito de cargas prioritárias.

A bateria recarrega durante o apagão?

Sim, em sistemas híbridos. Durante o dia, os painéis solares continuam gerando energia, que abastece as cargas prioritárias e, se houver sobra, recarrega a bateria. Em dias de sol, isso pode estender bastante a autonomia.

Como saber quanta carga a bateria tem no momento da queda?

Pelo monitoramento do sistema, normalmente acessado por um aplicativo no celular, que mostra a carga da bateria em tempo real. Configurar uma reserva mínima de carga no inversor garante que parte da autonomia esteja sempre disponível para quedas de energia.

Conclusão

Então, quantas horas uma bateria solar mantém a casa funcionando durante um apagão? Uma bateria de 10 kWh pode durar de cerca de 4 horas, com a casa funcionando como em um dia normal, a mais de 30 horas, com apenas o essencial ligado.

Entre esses extremos, três decisões fazem a diferença: quais cargas ficam no circuito prioritário, qual reserva de carga é mantida para emergências e como a geração solar é aproveitada durante a queda. Se você ainda está avaliando se o armazenamento compensa, vale ler sobre quando a energia solar com bateria vale a pena.

E, para definir a autonomia certa para a sua rotina, a Sunus Sistemas Fotovoltaicos projeta sistemas híbridos com armazenamento em baterias a partir das cargas que não podem parar na sua casa ou empresa. Fale com a equipe da Sunus.