Quanto custa recarregar uma bateria?

De dispositivos menores, como um controle do Xbox, a dispositivos maiores, como um soprador de folhas movido a bateria ou até mesmo um carro, veja como descobrir quanto custa recarregar as baterias.

Por que calcular os custos da bateria recarregável?

Você certamente não precisa calcular o custo do uso de baterias recarregáveis ​​para usá-las. Talvez a conveniência de nunca correr para a loja para comprar mais baterias para seus controladores Xbox seja alta o suficiente para que você não se importe se as baterias recarregáveis ​​economizam algum dinheiro e você as usaria independentemente.

Mas talvez você esteja pensando em comprar todas as ferramentas de jardim movidas a íons de lítio para substituir seus dispositivos movidos a gás, e você está se perguntando se recarregá-los semana após semana no verão acabará sendo mais caro do que você imagina .

Ou, talvez, você seja como nós e tenha uma curiosidade incansável sobre tudo e adoraria saber exatamente quanto custa carregar e usar seu drone, soprador de folhas ou outros dispositivos movidos a bateria. Falando em curiosidade, se você está lendo este artigo porque está pensando em mudar para um cortador de grama ou soprador de neve movido a bateria, aqui está uma análise das diferenças de custo entre cortadores de grama a gasolina e movidos a bateria e o mesmo para sopradores de neve.

Seja qual for a sua motivação, não é difícil descobrir quanto custa carregar baterias recarregáveis ​​grandes e pequenas.

Como calcular os custos da bateria recarregável

Existem duas maneiras de calcular quanto custa recarregar uma bateria recarregável. Um é muito preciso, pois permite medir a quantidade exata de energia usada – no nível da tomada – pelo carregador e pela bateria combinados. Por maior ou menor que seja a sobrecarga de usar o carregador, esse método é responsável por isso.

O outro é menos preciso porque usa cálculos básicos de fundo de envelope para determinar quanta energia as baterias precisam para atingir 100% da capacidade. Embora você possa se surpreender com a precisão dos cálculos simples, graças às melhorias na eficiência do carregador e na tecnologia da bateria.

Vamos começar com o método mais preciso, caso você esteja curioso para obter os números exatos e, em seguida, usar um cálculo simples para ajudá-lo (com um grau razoável de precisão) a estimar o uso.

Seja qual for o método que você optar por usar, no entanto, você precisará de algumas informações cruciais. Antes de prosseguir, pegue sua conta de luz mais recente ou consulte o site do fornecedor de energia elétrica para saber o custo de um quilowatt-hora (kWh) em sua área. Usamos 14 centavos por kWh em nossas equações de exemplo abaixo, mas você precisará ajustá-lo ao custo da concessionária local.

Meça o uso de energia em tempo real do carregador

Se você deseja a resposta mais fácil e precisa para “Quanto custa carregar meu dispositivo?” você precisará medir o carregador em uso, em vez de calcular o custo com base apenas na capacidade de energia da bateria.

A razão para isso é simples: todo uso de eletricidade incorre em uma perda de alguma forma. Se você já desconectou um carregador de seu telefone ou laptop e notou que o carregador estava quente ao toque, você experimentou um pouco dessa perda – parte da eletricidade que flui para o dispositivo de carregamento irradiou para a sala como calor em vez de acabando armazenado na bateria. (Como um aparte, não se preocupe em desconectar o carregador do telefone quando não estiver em uso, pois ele usa apenas cerca de 5 centavos de energia por ano no modo de espera.)

Temos um guia detalhado para medir o uso de energia de dispositivos e eletrodomésticos em sua casa e vamos recomendar o mesmo método de medição de dispositivo descrito nesse guia. Usamos um medidor de dispositivo P3 International 4460 Kill A Watt por anos e não podemos recomendá-lo o suficiente para esses tipos de projetos.

A melhor coisa sobre o Kill A Watt é que você pode inserir o custo por kWh e exibir o custo real de energia e não apenas a energia usada – o que permite que você pule os cálculos manuais para descobrir quanto está executando o custos do carregador por carga.

Basta configurar o Kill A Watt, conectar o carregador de bateria e fazer referência ao dispositivo quando terminar de carregar a bateria.

A título de exemplo (e para compará-lo com a técnica de cálculo manual que discutiremos na próxima seção), carregamos uma bateria de íons de lítio de 6,0Ah 40V completamente descarregada enquanto usamos o medidor Kill A Watt.

De acordo com o medidor, custou $ 0,03 para carregar a bateria – visto na foto acima. Testes posteriores recarregando a bateria depois de usá-la até a exaustão renderam o mesmo valor: 3 centavos a carga.

E os resultados foram consistentes em várias cargas e mesmo ao usar carregadores rápidos de várias baterias. Quando medimos quanto custa carregar quatro baterias de 6,0Ah 40V (que é o que nosso soprador de neve Ryobi gasta), os resultados foram exatamente o que você esperaria: 12 centavos (3 centavos por bateria). Se você está curioso para saber quanto isso nos economiza por golpe de neve, custa cerca de 1/15 do preço para operar um soprador de neve movido a bateria em vez de um soprador de neve movido a gasolina.

Observe que o uso de um Kill A Watt ou produto similar só funciona se o dispositivo for carregado em uma tomada padrão. Para itens, como veículos elétricos, que são carregados por meio de infraestrutura dedicada conectada em sua casa, você precisará usar algumas das outras técnicas em nosso guia para medir o uso de energia, como usar seu medidor elétrico como monitor. Ou você pode passar para a próxima etapa e usar um cálculo simples para obter uma estimativa bastante razoável.

Calcular o custo com base na capacidade da bateria

Embora tenhamos passado algum tempo enfatizando fatores como perda de energia, considerando o carregador na análise de custo e outros, uma coisa que você descobrirá – especialmente com baterias menores – é que os cálculos manuais simples são surpreendentemente precisos.

A tecnologia do carregador e da bateria está melhorando constantemente. A maioria das configurações de carregamento são altamente eficientes, com 85-95% de eficiência.

Para baterias pequenas que custam centavos para carregar, uma perda de 5-15% é uma fração de um centavo de eletricidade. Mesmo quando você aumenta para baterias do tamanho de veículos elétricos na faixa de 30 a 100 kWh, a perda de sobrecarga por carga é de cerca de um dólar.

Portanto, independentemente do tamanho da bateria, como você vai dos detalhes que conhece sobre uma determinada bateria para descobrir quanto custa carregá-la de vazia a 100%?

Primeiro, você precisa saber a tensão (V) e amperagem horas (Ah) da bateria em questão. Geralmente é impresso diretamente na caixa da bateria, mas nos casos em que você não tem acesso direto à bateria dentro de um dispositivo, será necessário verificar a documentação técnica do dispositivo. Para alguns dispositivos, como controladores de console, é comum listar a amperagem, mas não a voltagem, então você precisará cavar um pouco.

Em alguns casos, como em “centrais elétricas” de substituição de geradores e veículos elétricos, as baterias são rotuladas com Wh ou mesmo kWh. Se for esse o caso com sua bateria, você pode pular as etapas de conversão de Wh e Wh para kWh abaixo, quando aplicável.

No entanto, para baterias menores, depois de conhecer os valores de V e Ah, você pode usar uma equação simples para determinar os watts-hora (Wh) de energia que a bateria pode conter.

V * Ah = Wh

Portanto, no caso de nosso exemplo de bateria de íons de lítio de 6,0 Ah e 40 V, obtemos os seguintes watts-hora:

40V * 6.0Ah = 240Wh

Em seguida, dividimos os watts-hora por 1.000 para convertê-los em quilowatts-hora (a unidade que sua empresa de eletricidade usa para cobrar de você).

240Wh / 1000 = 0.24 kWh

Em seguida, calculamos o custo. Se você realmente deseja aumentar sua estimativa, pode substituir o espaço reservado (1) na equação abaixo por um novo valor para representar a eficiência de carregamento conhecida ou estimada.

Se, por exemplo, você sabe que o carregador de veículos elétricos em sua garagem tem uma eficiência nominal de 85% (o que significa que 15% da energia é perdida no processo de carregamento), você pode substituir o 1 por 1,15 para adicionar 15% ao quantidade de energia necessária para carregar totalmente a bateria.

Mas, novamente, para carregadores menores, onde a eficiência é desconhecida e a despesa com desperdício é trivial (até mesmo frações de centavo), sinta-se à vontade para não se preocupar com isso.

Então, como último passo, multiplicamos o valor do kWh pelo custo que pagamos por quilowatt-hora. Nesse caso, são US$ 0,14 por kWh.

0.24 kWh * (1) * $0.14 = $0.0336

Arredonde esse valor para as duas casas decimais que o medidor Kill-A-Watt exibe e você obtém $ 0,03 – a mesma recarga de 3 centavos calculada para nós. Nada mal – tanto nossa medição do mundo real quanto nosso cálculo correspondem.

E é isso! Quer você use um monitor físico para obter o custo do carregamento da bateria ou faça um pouco de matemática no verso do envelope para obter uma boa estimativa, agora você pode descobrir quanto custa carregar tudo de um controlador de jogo a um carro elétrico.