Quanto custa recarregar uma bateria?

De dispositivos menores, como um controlador de Xbox, a dispositivos maiores, como um soprador de folhas alimentado por 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 ir até a loja para comprar mais baterias para os controladores do Xbox seja alta o suficiente para que você não se importe se as baterias recarregáveis ​​economizarem algum dinheiro e você as usar de qualquer maneira.

Mas talvez você esteja pensando em comprar todas as ferramentas de gramado e jardim movidas a íons de lítio para substituir seus dispositivos movidos a gás e esteja 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 esteja incansavelmente curioso sobre tudo e adoraria saber exatamente quanto custa carregar e usar seu drone, soprador de folhas ou outros dispositivos alimentados por 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 um detalhamento das diferenças de custo entre cortadores de grama a gás e movidos a bateria e o mesmo para sopradores de neve .

Seja qual for a sua motivação, não é difícil descobrir quanto custam para 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 deles é muito preciso, pois permite medir a quantidade exata de energia utilizada – no nível da tomada – pelo carregador e pela bateria combinados. Por maior ou menor que seja a sobrecarga de uso do carregador, esse método é responsável por isso.

O outro é menos preciso porque usa cálculos básicos para determinar quanta energia as baterias necessitam 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 depois passar a usar um cálculo simples para ajudá-lo (com um bom grau 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 verifique no site do seu fornecedor de energia elétrica 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 para 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 alguma forma de perda. Se você já desconectou o carregador do seu telefone ou laptop e percebeu que o carregador estava quente ao toque, você experimentou um pouco dessa perda – parte da eletricidade que flui para o dispositivo de carregamento irradiava para a sala como calor em vez de acabar armazenado na bateria. (Além disso, não se preocupe em desconectar o carregador do telefone quando ele 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 recomendaremos o mesmo método de medição de dispositivos descrito nesse guia. Há anos que usamos um medidor de dispositivo P3 International 4460 Kill A Watt e não podemos recomendá-lo o suficiente para esse tipo de projeto.

A melhor coisa sobre o Kill A Watt é que você pode inserir o custo por kWh e ele exibirá o custo real de energia e não apenas a energia usada – o que permite que você ignore os cálculos manuais para descobrir quanto a operação do carregador custa por carga.

Basta configurar o Kill A Watt, conectar o carregador de bateria e consultar o 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 íon de lítio de 6,0Ah 40V completamente descarregada enquanto usamos o medidor Kill A Watt.

De acordo com o medidor, custou US$ 0,03 para carregar a bateria – visto na foto acima. Testes subsequentes de recarga da bateria após usá-la até a exaustão renderam o mesmo valor: 3 centavos por carga.

E os resultados foram consistentes em múltiplas cargas e até mesmo ao usar carregadores rápidos com várias baterias. Quando medimos quanto custa carregar quatro baterias de 6,0Ah 40V (que é o que nosso soprador de neve Ryobi usa), 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 gás .

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 à sua casa, você precisará usar algumas das outras técnicas do 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.

Calcule o custo com base na capacidade da bateria

Embora tenhamos passado um pouco de tempo enfatizando fatores como perda de energia, levando em consideração o carregador na análise de custos e coisas assim, 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 em constante aperfeiçoamento. A maioria das configurações de carregamento são altamente eficientes, com eficiência de 85-95%.

Para baterias pequenas cujo carregamento custa alguns centavos, uma perda de 5 a 15% representa uma fração de centavo de eletricidade. Mesmo quando você aumenta para baterias do tamanho de veículos elétricos na faixa de 30 a 100 kWh, a perda indireta por carga é de cerca de um dólar.

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

Primeiro, você precisa saber a voltagem (V) e a amperagem horas (Ah) da bateria em questão. Geralmente está 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 pesquisar um pouco.

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

Para baterias menores, entretanto, 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 = O que

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

40V * 6,0Ah = 240Wh

A seguir, dividimos os watts-hora por 1.000 para convertê-los em quilowatts-hora (a unidade que sua companhia elétrica usa para cobrar de você).

240Wh/1000 = 0,24 kWh

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

Se, por exemplo, você sabe que o carregador de veículo elétrico em sua garagem tem eficiência de 85% (o que significa que 15% da energia é perdida no processo de carregamento), você pode substituir 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 o custo do desperdício é trivial (até frações de centavo), sinta-se à vontade para não se preocupar com isso.

Assim, 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) * US$ 0,14 = US$ 0,0336

Arredonde esse valor para as duas casas decimais que o medidor Kill-A-Watt exibe e você receberá $ 0,03 — a mesma recarga de 3 centavos calculada para nós. Nada mal – tanto a nossa medição no mundo real quanto o nosso cálculo coincidem.

E é isso! Quer você use um monitor físico para calcular o custo mínimo de carregamento da bateria ou faça algumas contas para obter uma estimativa muito boa, agora você pode descobrir quanto custa carregar tudo de um controlador de jogo a um carro elétrico.