Entender como funciona um eletroposto é fundamental para empresas, postos de combustível, shoppings, indústrias e outros empreendimentos que desejam investir em infraestrutura para recarga de veículos elétricos.
Com o crescimento da mobilidade elétrica, o planejamento desses espaços exige atenção à capacidade da instalação elétrica, às características dos carregadores e ao dimensionamento dos equipamentos que compõem o sistema.
Para ajudar nesse processo, a WISE, fabricante de transformadores elétricos, apresenta neste guia os princípios de funcionamento dos eletropostos, as diferenças entre os tipos de recarga e os principais aspectos técnicos que devem ser considerados na infraestrutura elétrica.
Resumo do conteúdo:
- Os eletropostos controlam o processo de recarga e estabelecem a comunicação necessária entre a estação e o veículo elétrico.
- No carregamento em corrente alternada (AC), a conversão para corrente contínua ocorre no veículo. Na recarga em corrente contínua (DC), essa conversão é realizada pela estação.
- Transformadores podem ser utilizados para adequar os níveis de tensão e, quando necessário, proporcionar isolamento galvânico entre circuitos.
- O dimensionamento da infraestrutura deve considerar as condições de instalação, a potência dos carregadores, a demanda simultânea e os dispositivos de proteção.
- A escolha dos equipamentos depende das características da rede elétrica, das especificações dos carregadores e dos requisitos do projeto.
Eletroposto: como funciona na prática?
Para compreender o funcionamento de um eletroposto, é importante considerar a interação entre a instalação elétrica, a estação de recarga e o sistema de gerenciamento da bateria do veículo.
A estação não se limita a fornecer eletricidade. Ela estabelece uma comunicação com o veículo para coordenar o processo de recarga conforme as características do sistema e os limites operacionais envolvidos.
A estrutura de um eletroposto pode incluir os seguintes componentes:
- Unidade de controle e comunicação: coordena a comunicação entre a estação e o veículo, conforme o protocolo utilizado.
- Sistema de potência: conduz e, nos carregadores DC, converte a energia elétrica de acordo com os requisitos da recarga.
- Cabos e conectores: conduzem a corrente elétrica entre a estação e o veículo e devem ser compatíveis com a corrente nominal e as condições de uso.
- Sistema de medição: registra o consumo de energia, geralmente em quilowatt-hora (kWh), para fins de monitoramento ou faturamento.
- Dispositivos de proteção: incluem os componentes especificados no projeto para proteger a instalação e os equipamentos contra condições elétricas anormais.
O processo começa com a conexão do cabo ao veículo. Em seguida, são realizadas as verificações e as trocas de informações previstas pelo sistema, que podem envolver a compatibilidade da conexão, as condições elétricas e os limites de recarga.
Após a autorização para iniciar a operação, o fornecimento de energia ocorre conforme os parâmetros estabelecidos entre a estação e o veículo. Durante a recarga, os sistemas de controle monitoram as condições de funcionamento e podem interromper ou limitar a operação quando identificam situações fora dos parâmetros previstos.
Além da estação de recarga, a infraestrutura precisa ser dimensionada para atender à demanda elétrica do empreendimento. Nesse contexto, os transformadores elétricos podem fazer parte da instalação quando houver necessidade de adequação dos níveis de tensão ou de isolamento elétrico.
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Diferenças entre o carregamento em corrente alternada e corrente contínua
A modalidade de recarga influencia a arquitetura do carregador, a potência disponível e os requisitos da infraestrutura elétrica.
No carregamento em corrente alternada (AC), a estação fornece corrente alternada ao veículo, que utiliza seu carregador embarcado para convertê-la em corrente contínua, necessária para carregar a bateria.
No carregamento em corrente contínua (DC), a conversão ocorre na própria estação. A energia em corrente contínua é fornecida à bateria de acordo com os limites de potência e os parâmetros de controle do veículo e do carregador.
Para aprofundar os conceitos, consulte também o artigo sobre corrente alternada e corrente contínua na eletricidade.
Os valores apresentados são referências gerais, não limites universais. A potência efetiva de recarga depende das especificações do equipamento, da capacidade do veículo e das condições de operação.
No carregamento AC, por exemplo, a potência máxima é limitada também pela capacidade do carregador embarcado. Já no carregamento DC, a estação pode disponibilizar potências mais elevadas, mas o veículo pode não utilizar toda a capacidade disponível durante o processo.
Por isso, projetos com carregadores rápidos ou múltiplos pontos de recarga exigem atenção especial à capacidade da rede, à demanda simultânea e aos equipamentos de alimentação.
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O papel do transformador na infraestrutura do eletroposto
A infraestrutura elétrica de um eletroposto precisa ser compatível com os requisitos de alimentação das estações de recarga. Dependendo das características da rede disponível e dos equipamentos instalados, pode ser necessário utilizar transformadores para adequar os níveis de tensão.
Por exemplo, se a tensão disponível na instalação não for compatível com a tensão exigida pelo carregador, um transformador adequadamente especificado poderá ser utilizado para realizar essa adaptação. A necessidade e a configuração dependem das tensões nominais, do tipo de alimentação e das características do projeto.
Além da adequação de tensão, determinadas aplicações podem exigir isolamento galvânico entre os circuitos primário e secundário. Nesses casos, um transformador isolador pode ser considerado conforme os requisitos técnicos da instalação e do fabricante do carregador.
É importante diferenciar as funções dos equipamentos: o transformador isolador possui enrolamentos separados eletricamente, enquanto o autotransformador utiliza um enrolamento comum entre os circuitos e não proporciona isolamento galvânico.
A escolha entre essas soluções deve considerar a necessidade de isolamento, os níveis de tensão, a potência requerida e as condições de operação. O uso de um transformador isolador, por si só, não substitui os demais dispositivos de proteção previstos no projeto elétrico.
Para aplicações que exigem a adaptação de tensão entre redes trifásicas, consulte também as informações sobre o transformador de 380 V para 220 V trifásico.
A especificação do transformador deve considerar não apenas a potência nominal dos carregadores, mas também o perfil de carga, a demanda simultânea, as condições de instalação e as características elétricas da aplicação.
Proteções elétricas e especificações técnicas essenciais
A infraestrutura de um eletroposto deve ser projetada de acordo com as características do local, as condições ambientais e os requisitos elétricos dos equipamentos.
Um dos aspectos a avaliar é o grau de proteção dos invólucros, especialmente em instalações externas ou sujeitas à presença de poeira, umidade e água. A especificação deve considerar a exposição real do equipamento e as condições previstas para o ambiente.
Outro ponto é a escolha da tecnologia do transformador. Os transformadores a seco não utilizam óleo isolante, característica que pode ser relevante em determinados projetos, conforme os requisitos de instalação, as condições ambientais e os critérios de prevenção contra incêndio.
Conheça mais sobre a diferença entre transformador a seco e transformador a óleo para compreender as características de cada tecnologia e avaliar sua aplicação.
A especificação do transformador deve considerar também a potência requerida, a tensão de operação, o regime de carga, a ventilação disponível e as condições ambientais. A manutenção e a inspeção devem seguir as orientações do fabricante e os requisitos aplicáveis ao equipamento.
Os dispositivos de proteção também merecem atenção. Disjuntores, dispositivos de proteção contra surtos (DPS) e dispositivos diferenciais residuais (DR), quando aplicáveis, devem ser selecionados e coordenados de acordo com o projeto elétrico, as características dos circuitos e as normas técnicas pertinentes.
A definição desses componentes deve ser realizada por profissionais habilitados, considerando a proteção contra sobrecorrentes, surtos e choques elétricos, conforme os requisitos aplicáveis à instalação.
Como dimensionar a infraestrutura elétrica de um eletroposto
O dimensionamento da infraestrutura elétrica de um eletroposto envolve o levantamento das cargas, a avaliação da demanda, a definição dos condutores e das proteções e a análise da capacidade de alimentação disponível.
A instalação de vários carregadores sem uma avaliação adequada da demanda pode provocar sobrecargas, quedas de tensão e desligamentos dos circuitos, além de exigir ampliações na infraestrutura existente.
Para orientar o planejamento, algumas etapas importantes são:
- Levantar a potência dos carregadores: identificar a potência nominal e as características elétricas de cada estação prevista no projeto.
- Avaliar a demanda simultânea: estimar a utilização simultânea dos carregadores, considerando o perfil de operação e a estratégia de gerenciamento de carga, quando existente.
- Verificar a capacidade da alimentação elétrica: analisar a disponibilidade de potência, os níveis de tensão e a capacidade da instalação existente, incluindo a necessidade de adequações junto à concessionária.
- Especificar o transformador, quando necessário: definir potência nominal, tensões, configuração e demais características de acordo com a demanda e os requisitos do sistema.
- Dimensionar os condutores e dispositivos de proteção: considerar a corrente de projeto, o método de instalação, a capacidade de condução de corrente, a queda de tensão e os requisitos normativos.
- Prever expansão e operação: avaliar possíveis ampliações, o gerenciamento da demanda e as condições de manutenção da infraestrutura.
Os limites admissíveis de queda de tensão não devem ser definidos por um percentual único para todos os projetos. A avaliação precisa considerar as normas aplicáveis, as características da instalação e os requisitos dos equipamentos alimentados.
Para saber mais sobre os critérios de especificação, consulte o artigo da WISE sobre como escolher um transformador.
Um planejamento adequado contribui para dimensionar corretamente a infraestrutura, reduzir a ocorrência de problemas operacionais e facilitar futuras ampliações do sistema de recarga.
Considerações finais sobre o funcionamento dos eletropostos
Compreender como funciona um eletroposto permite identificar os principais requisitos envolvidos na instalação e na operação de uma infraestrutura de recarga para veículos elétricos.
A escolha dos carregadores, a capacidade da alimentação elétrica, os dispositivos de proteção e o dimensionamento dos equipamentos precisam ser avaliados em conjunto. Quando necessário, os transformadores podem participar desse sistema adequando os níveis de tensão ou proporcionando isolamento galvânico, conforme as características da aplicação.
A WISE, fabricante de transformadores a seco de baixa tensão de até 1.000 kVA, desenvolve soluções que incluem transformadores isoladores e autotransformadores, conforme os requisitos de cada projeto.
Está planejando uma infraestrutura para recarga de veículos elétricos? Entre em contato com a equipe da WISE para esclarecer dúvidas sobre transformadores e avaliar as características técnicas da sua aplicação.
A especificação final deve considerar os dados da rede elétrica, as exigências dos carregadores e o dimensionamento realizado pelos profissionais responsáveis pelo projeto.
