Como Ajax pode ser útil durante um apagão

Em muitas regiões do mundo há apagões súbitos e cortes de energia regulares. Os proprietários de casas em aldeias remotas, pequenas cidades, quintas, ilhas e estâncias de veraneio lutam para satisfazer as suas necessidades básicas durante interrupções prolongadas, particularmente durante tempestades ou ondas de calor. Os empresários perdem o acesso a fechaduras eletrónicas e câmaras CCTV, enquanto as explorações agrícolas enfrentam o encerramento de sistemas automatizados de tratamento de plantas e gado.

As fontes de energia de reserva, como geradores, centrais elétricas, inversores com baterias e outras fontes alternativas, podem cobrir parcialmente as necessidades durante os períodos de falta de energia. No entanto, se forem ligados demasiados dispositivos à fonte de alimentação de reserva em simultâneo, esta pode esgotar-se em menos de uma hora. Existe também o risco de sobreaquecimento ou de danos no equipamento devido a sobrecarga.

Mesmo durante um apagão, o sistema Ajax protege as suas instalações sem interrupções. No entanto, as vantagens não se ficam por aqui: Ajax também ajuda a criar uma fonte de alimentação de reserva independente de energia com consumo otimizado. Os dispositivos de automatização Ajax podem desligar automaticamente aparelhos não essenciais ou equipamentos de alto consumo quando necessário, ajudando-o a reduzir o desperdício de energia e a dar prioridade ao que é importante. Neste artigo, ficará a saber como Ajax otimiza o consumo de energia, protege a fonte de alimentação de reserva contra sobrecargas e evita que os eletrodomésticos sofram picos de tensão ou de corrente e sobreaquecimento.

Como determinar que dispositivos necessitam de uma fonte de alimentação de reserva durante uma falha de energia

O primeiro passo para se preparar para as falhas de energia é identificar o equipamento de que realmente precisa para continuar a funcionar. Como os recursos são frequentemente limitados, a eficiência e a autossuficiência são fundamentais. Comece pelo essencial: preparação e armazenamento de alimentos, acesso à água, ligação à Internet, iluminação e aquecimento quando o tempo está frio.

Num apartamento típico com um fogão a gás, aquecimento central e água da rede, pode ser apenas necessário fazer uma cópia de segurança do router e do frigorífico. Neste caso, as luzes alimentadas por bateria podem substituir a iluminação principal. No entanto, a lista de elementos essenciais tende a aumentar para casas particulares ou novas construções, uma vez que estas podem ter uma infraestrutura de canalização e aquecimento diferente. Por exemplo, podem utilizar caldeiras a gás, bombas de água, fogões elétricos e sistemas AVAC independentes.

Uma vez mapeados os seus dispositivos essenciais, o passo seguinte é identificar os vampiros de energia - aparelhos que continuam a consumir eletricidade mesmo em modo de espera. Estes incluem computadores portáteis, computadores de secretária, colunas inteligentes, máquinas de lavar louça, máquinas de lavar roupa, máquinas de secar roupa, micro-ondas, televisores, dispositivos de transmissão em contínuo e impressoras. Uma forma inteligente de reduzir perdas de energia desnecessárias é automatizar o encerramento desses dispositivos quando se muda para energia de reserva. Para poupar ainda mais energia, limite a utilização de aparelhos de elevado consumo sempre que possível. Aparelhos como chaleiras elétricas, máquinas de café e secadores de cabelo exigem muita energia e podem esgotar rapidamente a sua fonte de alimentação de reserva. Tente utilizá-los apenas durante as horas de funcionamento previstas. Ou melhor, mude para modelos energeticamente eficientes ou para alternativas alimentadas a pilhas.

Como calcular o consumo de energia

Os fabricantes costumam indicar o consumo máximo e médio de energia dos aparelhos elétricos em watts (W) ou quilowatts (kW), embora, por vezes, apenas seja indicado o valor de pico. Por exemplo, um frigorífico moderno pode ter uma potência máxima de 200 W. Isto significa que, se o seu compressor funcionar continuamente durante uma hora, consumirá 200 watts por hora (ou 0,2 kWh) de eletricidade.

No entanto, aparelhos como frigoríficos, caldeiras e aquecedores não funcionam continuamente. Funcionam em ciclos, alternando entre os modos ativo e de espera, pelo que o seu consumo real de energia é geralmente muito inferior ao máximo indicado na especificação técnica.

O consumo real (ou médio) pode ser calculado utilizando as tomadas inteligentes Ajax¹: basta ligar-lhes os aparelhos selecionados e monitorizar o consumo na app Ajax durante várias horas.

O contador elétrico doméstico normal também pode fazer o trabalho. Aqui está um método simples, passo a passo, para estimar a quantidade de eletricidade que os seus aparelhos consomem:

1. Desligue todos os aparelhos exceto os que se pretende medir.
2. Anote a leitura atual do contador elétrico.
3. Para obter uma média fiável, mantenha os dispositivos selecionados a funcionar durante várias horas - idealmente 3 a 5 horas.
4. Registe novamente a leitura do contador uma vez terminado o tempo.
5. Subtraia a leitura inicial da leitura final para obter a eletricidade total utilizada durante o período de teste.
6. Divida pelas horas de funcionamento dos aparelhos para calcular o seu consumo médio horário.

Como calcular o tempo de funcionamento previsto de um dispositivo numa fonte de alimentação de reserva

A especificação mais importante a considerar para uma fonte de alimentação alternativa é a potência de saída, que é medida em watts (W). A medição indica a quantidade máxima de energia que a fonte de reserva pode fornecer num determinado momento. Quanto maior for a potência, maior será o número de aparelhos que pode ligar a uma fonte de alimentação e funcionar em simultâneo.

Para as fontes alimentadas por bateria, a capacidade é igualmente importante. Medido em watts-hora (W-h), indica a quantidade de energia que a bateria pode armazenar e fornecer, dizendo-lhe essencialmente quanto tempo pode alimentar os seus dispositivos com uma carga específica.

Os fabricantes indicam normalmente dois tipos de potências nominais:

• Potência nominal de saída - a potência contínua que o sistema pode fornecer ao longo do tempo.
• Saída de potência de pico - as rajadas curtas de saída mais elevada que a fonte de alimentação pode suportar, como quando se ligam aparelhos com uma corrente de arranque elevada (frigoríficos ou bombas).

Para estimar o tempo que a sua fonte de alimentação de reserva irá suportar os dispositivos essenciais, some o consumo de energia de todos os dispositivos necessários. Para aparelhos com corrente de arranque elevada, utilizar a potência de pico indicada nas especificações técnicas do fabricante e não a nominal. Para tornar a sua estimativa mais exata, adicione 15% da potência total para prever perdas de energia nos conversores de tensão e quaisquer picos ocasionais no consumo do dispositivo.

Exemplo de cálculo

Local: apartamento.

Fonte de energia de reserva: central elétrica com uma potência de saída de 1000 W⋅h.

1000 ÷ (192.5 + 28.4) = 1000 ÷ 221.4 = 4.51 

Uma fonte de alimentação de reserva com uma potência de 1000 W pode fornecer aproximadamente 4 horas e 30 minutos de tempo de funcionamento. Se atualizar para uma fonte com uma potência de 1800 W, pode aumentar o tempo de funcionamento para cerca de 8 horas e 10 minutos.

Exemplos baseados no tipo de local

Residência privada

Neste exemplo, pode utilizar uma central elétrica ou uma combinação de um inversor e uma bateria. Para manter uma residência privada alimentada durante cerca de 4 horas durante uma falha de energia, é necessário um backup que forneça pelo menos 1800 W de potência de saída e tenha uma capacidade de bateria de 2500 W-h ou mais.

Cafetaria

Este exemplo não inclui um terminal POS, uma vez que se trata normalmente de um dispositivo móvel com uma bateria incorporada que pode durar até 72 horas, que pode ser recarregada a partir da rede elétrica durante as horas de vazio. Além disso, em vez de um sistema de som incorporado, um altifalante portátil sem fios pode ser utilizado e carregado como um terminal POS.

Em geral, para garantir 6 a 8 horas de funcionamento autónomo para um café, uma solução prática seria um inversor de 5 kW-h emparelhado com uma bateria de 10 kW-h.

Os produtos Ajax e o seu papel na gestão da alimentação elétrica

Independentemente do tamanho ou tipo de instalação, uma configuração inteligente de gestão de energia requer a combinação correta de dispositivos. Para desligar automaticamente os aparelhos não essenciais durante uma falha de energia, é necessário:

• Hubs Ajax 
• Módulo de integração Ajax
• Dispositivos de automatização Ajax
• Relé SPDT/DPDT
• ATS (interrutor de transferência automática) - se necessário
• Fonte de energia de reserva

As fontes de energia de reserva devem ser ligadas diretamente ao quadro de distribuição principal da instalação. Um interrutor de transferência automática (ATS) é instalado no interior do quadro de distribuição e gere a comutação entre fontes de energia. Em caso de falha de energia, comuta automaticamente a alimentação da rede elétrica de 110-220 V~ para a fonte de reserva, e volta a fazê-lo quando a energia é restabelecida.

O hub é o cérebro central do sistema Ajax, gerindo a comunicação entre todos os dispositivos Ajax ligados. Normalmente, é instalado fora da vista, num local seguro. Todos os hubs Ajax funcionam com 110-220 V AC e são fornecidos com uma bateria de reserva incorporada ou suportam a ligação a uma bateria externa. Os hubs Ajax que suportam dispositivos sem fio² possuem baterias de reserva incorporadas que fornecem até 16 horas de operação autónoma. Superior Hub Hybrid, que suporta dispositivos Ajax com fio e sem fio, pode ser conectado a uma bateria externa de terceiros; tal ligação pode funcionar por até 60 horas³ durante interrupções prolongadas.

É necessário um módulo de integração, como o Superior Transmitter Fibra, para monitorizar a perda de energia da rede elétrica. Liga-se ao quadro de distribuição da instalação através de um relé SPDT/DPDT. Na app Ajax, o módulo de integração está configurado com o tipo de evento Personalizado. Esta definição garante que as notificações de perda de energia são registadas e visíveis para os utilizadores, mas não acionam um alarme nem o enviam para a estação de monitorização da empresa de segurança.

Quando ocorre uma falha de energia, o ATS muda instantaneamente a fonte de alimentação da instalação da rede elétrica para a fonte de energia de reserva - muitas vezes de forma tão suave que os utilizadores nem se apercebem. Este interrutor ativa os SPDT/contactos, alterando o seu estado. O módulo de integração Ajax monitoriza estes contactos e notifica o hub Ajax da perda de energia da rede elétrica assim que deteta uma alteração. O hub desencadeia então cenários de automatização pré-configurados: desliga os aparelhos não essenciais para conservar a energia de reserva, mantendo os sistemas críticos em funcionamento. Ao mesmo tempo, o hub envia um alerta instantâneo aos utilizadores, informando-os de que a instalação está agora a funcionar com energia de reserva.

Transmitter Jeweller

Módulo sem fios para integrar um dispositivo de terceiros no sistema Ajax

Superior Transmitter Fibra

Módulo com fios para integrar um dispositivo de terceiros no sistema Ajax

MultiTransmitter Jeweller

Módulo sem fios para integrar até 18 dispositivos de terceiros ao sistema Ajax

Cor:

Superior MultiTransmitter Fibra

Módulo com fios para integrar até 18 dispositivos de terceiros num sistema Ajax

Cor:

Superior MultiTransmitter IO (4X4) FibraNovo

Módulo com fios com 4 entradas e 4 saídas. Concebido para integrar dispositivos de terceiros num sistema Ajax

Os relés de potência WallSwitch Jeweller podem ser instalados diretamente após os disjuntores no quadro de distribuição utilizando um suporte DIN, especialmente se a rede elétrica estiver dividida em linhas separadas. Esta configuração permite ao WallSwitch controlar cada linha de forma independente. Em alternativa, pode ser instalado no interior de extensões e tomadas de parede.

A ficha inteligente Ajax Socket é normalmente inserida diretamente numa tomada de parede normal - não é necessária cablagem. Os aparelhos elétricos são depois ligados diretamente à tomada. O portfólio da Ajax também inclui tomadas inteligentes e interruptores de luz concebidos para substituir os existentes, tornando-se uma parte integrada da rede elétrica da instalação.

Relay Jeweller

Relé de contacto seco sem fios

Cor:

Acessórios

WallSwitch Jeweller

Relé de alimentação para controlar remotamente fontes de alimentação de 110/230 V~

Cor:

Acessórios

DIN Holder

Suporte para prender o relé numa calha DIN

Socket (type F) Jeweller

Ficha inteligente com monitor de consumo de energia

Cor:

Outlet [type F] JewellerNovo

Tomada de parede inteligente com monitor de consumo de energia

Cor:

Acessórios

LightSwitch (1-gang) Jeweller

Interruptor inteligente tátil simples

Cor:

Acessórios

LightSwitch (2-gang) Jeweller

Interruptor inteligente tátil duplo

Cor:

Acessórios

LightSwitch (Dimmer) JewellerNovo

Interruptor de luz inteligente tátil com regulador de intensidade

Cor:

Acessórios

Os relés de potência e as tomadas inteligentes Ajax têm proteção integrada contra sobretensão, sobreaquecimento e sobreintensidade. Por exemplo, se ocorrer uma sobretensão, o dispositivo Ajax desliga-se automaticamente, evitando danos em quaisquer aparelhos ligados. Quando a tensão estabiliza, o aparelho retoma automaticamente o seu funcionamento.

Tipos de fontes de energia de reserva

Uma fonte de energia alternativa pode armazenar energia ou gerá-la. As soluções de armazenamento de energia incluem centrais elétricas e baterias fixas ou portáteis. As fontes de produção de energia incluem geradores movidos a combustível, painéis solares e turbinas eólicas.

Vamos analisar mais detalhadamente cada uma destas opções e a forma como podem apoiar as suas instalações durante uma falha de energia.

Central elétrica ou inversor emparelhado com uma bateria

As centrais elétricas oferecem uma solução de reserva pronta a utilizar sem uma configuração complexa. Todos os componentes essenciais são montados numa única caixa, tornando estas estações portáteis e fáceis de instalar. Alguns modelos podem funcionar em modo de fonte de alimentação ininterrupta (UPS), o que significa que não necessitam de um interrutor de transferência automática (ATS) quando são ligados ao quadro de distribuição da instalação. Passam simplesmente pela rede elétrica de 110-220 V~ e carregam simultaneamente. E se ocorrer uma falha de energia, a central alimenta os dispositivos ligados a partir de uma bateria incorporada. Outras centrais elétricas exigem a integração de um ATS no quadro de distribuição da instalação. Nesta configuração, o ATS transfere automaticamente a carga para a central elétrica em caso de falha.

A principal desvantagem da maioria das centrais elétricas é a sua baixa potência e capacidade de produção. Normalmente, oferecem até 2 kW de potência, o que pode não ser suficiente para casas maiores ou eletrodomésticos que consomem muita energia, mas é muitas vezes ideal para utilização em apartamentos. Embora estejam disponíveis modelos mais potentes, estes têm um custo significativamente mais elevado.

Se precisar de mais potência e capacidade de saída do que uma central elétrica normal pode fornecer, considere uma configuração com um inversor e baterias externas. Estes sistemas oferecem uma maior flexibilidade: a potência de saída começa normalmente nos 3 kW, e a capacidade total pode ser aumentada através da adição de mais baterias. Esta solução é adequada para apartamentos maiores, casas particulares ou pequenos escritórios, uma vez que pode oferecer um tempo de reserva mais longo. O princípio de funcionamento é semelhante ao de uma central elétrica, mas a instalação é constituída por vários componentes que um eletricista qualificado deve selecionar, ligar e configurar cuidadosamente.

As centrais elétricas clássicas não foram inicialmente concebidas para resistir a falhas de energia frequentes e prolongadas. Mas na Ucrânia em tempo de guerra, eles provam ser verdadeiros super-heróis de apoio. As centrais elétricas são surpreendentemente eficientes na utilização no mundo real: são económicas, rápidas de carregar e ideais para alimentar apenas alguns dispositivos críticos. As centrais elétricas são geralmente menos fiáveis ao longo do tempo em comparação com as configurações de inversor e bateria. Oferecem um tempo de funcionamento semelhante, mas têm mais ciclos de carga. É por isso que muitos especialistas recomendam a instalação de um inversor emparelhado com uma bateria externa, mesmo num apartamento. Embora esta solução tenha um custo inicial ligeiramente superior, garante fiabilidade e flexibilidade a longo prazo. Por exemplo, quando a bateria atinge o fim da sua vida útil, só é necessário substituir a bateria e não toda a configuração. Isto torna-o um investimento mais rentável a longo prazo.

Geradores de combustível

Os geradores de combustível convertem combustível em eletricidade e são essenciais em situações em que não há acesso à rede elétrica. Embora sejam frequentemente utilizados como fonte de energia de reserva de último recurso, continuam a ser uma opção fiável durante os cortes de energia.

Existem dois tipos principais:

• Geradores domésticos (1-20 kW): adequados para alimentar casas particulares, pequenas lojas, farmácias e cafés.
• Geradores industriais (até 2500 kW): concebidos para grandes instalações como hospitais, edifícios de escritórios e centros comerciais.

Uma das principais vantagens dos geradores a combustível é a sua capacidade de fornecer uma saída de energia consistente enquanto tiverem combustível, independentemente do número de dispositivos ligados (desde que o consumo total se mantenha dentro da capacidade nominal). Por exemplo, um gerador de 2 kW continuará a funcionar a 2 kW, mesmo que a carga seja de apenas 1 kW.

No entanto, os geradores a combustível têm várias limitações. Não são adequados para utilização em apartamentos devido ao ruído, às emissões de gás e aos potenciais riscos de incêndio. Além disso, a sua instalação e utilização são regidas por regulamentos rigorosos, que podem proibir o seu funcionamento em determinados ambientes, por exemplo, farmácias ou cafés situados no rés do chão de edifícios residenciais. Os geradores domésticos mais pequenos requerem normalmente um arranque manual, enquanto os modelos industriais maiores podem arrancar automaticamente durante uma falha de energia. Outra consideração importante é a necessidade de reabastecimento regular para manter o funcionamento contínuo, o que pode não ser conveniente ou prático em todas as situações.

Painéis solares

Gerar energia do sol (e do vento) é, de fato, ecológico. Ajuda a reduzir as emissões de dióxido de carbono e diminui a dependência dos combustíveis fósseis. No entanto, a eficácia dos sistemas solares varia muito consoante a localização geográfica. Em regiões com estações definidas, a produção solar diminui significativamente durante o outono e o inverno. Por exemplo, na Ucrânia, a produção no inverno pode cair para apenas 5% da capacidade nominal de um painel.

Um painel solar típico de 1–2 m² pode gerar cerca de 350–450 W. No verão, os painéis solares combinados com um inversor com bateria podem atender totalmente às necessidades elétricas diárias de uma casa particular, mas o desempenho cai no inverno devido à luz solar limitada.

É importante notar que nem todas as regiões têm as mesmas estações ou cobertura solar. As áreas próximas do equador recebem frequentemente energia solar mais consistente durante todo o ano, tornando a energia solar mais viável como fonte primária de eletricidade. Em contrapartida, os ambientes urbanos com edifícios mais altos, cobertura arbórea, poluição atmosférica ou espaço limitado podem reduzir ainda mais a eficiência dos painéis solares. Esta limitação significa que a energia solar é mais adequada para casas particulares, quintas, empresas agrícolas, parques de campismo, autocaravanas e locais remotos sem acesso à rede elétrica. No entanto, nas cidades, a energia solar pode ainda ser eficazmente utilizada para aplicações específicas, como a alimentação de candeeiros de rua ou de sistemas portáteis.

Como funciona um sistema Ajax em caso de falha de energia

A maioria dos dispositivos sem fios Ajax são construídos para serem verdadeiramente autónomos. Para além das tomadas inteligentes, interruptores e relés de potência, que requerem uma ligação à rede elétrica, outros dispositivos vêm com baterias pré-instaladas que podem durar até 7 anos⁴. Quando as pilhas se esgotam, podem ser facilmente substituídas.

Os hubs e repetidores que funcionam com dispositivos Ajax sem fios também incluem baterias de reserva incorporadas, suportam um modo de poupança de bateria e podem ser ligados a uma fonte de alimentação externa utilizando uma PSU Ajax. Por exemplo, Hub BP Jeweller, quando conectado a uma bateria de ar-zinco de 12 V⎓ com capacidade de 600 A⋅h, pode operar por até 18 meses no modo de funcionamento total. Se ativar o modo de poupança de bateria, o tempo de funcionamento pode chegar a uns impressionantes 69 meses.

Quando se trata de videovigilância, a Ajax garante que o seu sistema se mantém online mesmo fora da rede. Todos os dispositivos de vídeo Ajax podem funcionar com uma única bateria de reserva, o que mantém as suas câmaras a gravar sem interrupções. Ajax NVR liga-se a esta cópia de segurança utilizando uma 12 V PSU for NVR, que substitui a unidade de alimentação padrão de 110/230 V~ no interior da carcaça do gravador. Ajax DoorBell também é fornecida com uma bateria de reserva incorporada, com capacidade para até 2 horas de utilização autónoma. Mas se pretender um tempo de funcionamento mais prolongado, é preferível ligá-la a uma bateria externa, tal como acontece com outras câmaras IP Ajax com fios.

12V PSU for NVRNovo

Fonte de alimentação para funcionamento do NVR com uma fonte de alimentação de baixa tensão

12-24V PSU (type A)

Fonte de alimentação para o funcionamento do dispositivo a partir de uma fonte de alimentação de baixa tensão

6V PSU (type A)

Fonte de alimentação para o funcionamento do dispositivo a partir de baterias portáteis

12V PSU for Hub/Hub Plus/ReX

Fonte de alimentação para o funcionamento do dispositivo a partir de uma fonte de alimentação de baixa tensão

Os dispositivos com fios Ajax são alimentados pelo painel de controlo Superior Hub Hybrid ou pelo módulo Superior LineSupply Fibra. Para manter tudo a funcionar sem problemas durante uma falha de energia, o hub tem terminais incorporados na sua placa para ligar uma bateria de reserva de 12 V⎓, e um cabo de ligação está convenientemente incluído no conjunto completo. A mesma configuração de backup funciona para os módulos de integração MultiTransmitter e vhfBridge.

Agora, o que é que acontece quando a rede elétrica se desliga? Todos os hubs Ajax notificam instantaneamente os utilizadores da falha de energia⁵, pelo que saberá exatamente quando a instalação mudou para energia de reserva. Mesmo em caso de apagão, o sistema Ajax mantém o seu local totalmente protegido. Além disso, qualquer dispositivo Ajax ligado à alimentação externa, como tomadas inteligentes, relés ou detetores com fios, também pode enviar alertas quando a sua própria fonte de alimentação é interrompida. Isto é especialmente útil se o seu sistema estiver dividido em diferentes circuitos elétricos ou em várias fontes de reserva, dando-lhe uma visão clara do que ainda está online e do que não está.

Uma das coisas mais inteligentes da automação Ajax é a forma como o ajuda a evitar o consumo desnecessário de energia depois de a rede elétrica voltar a ser ligada. O relé de quatro canais Superior MultiRelay Fibra e os interruptores LightSwitch podem ser configurados para permanecerem desligados, para que não voltem a ligar os dispositivos quando a energia for restabelecida. Digamos que apagou as luzes e saiu de casa. Se houver um apagão durante a sua ausência, não precisa de se preocupar em voltar a casa com tudo a funcionar novamente. Os interruptores de luz Ajax manterão as luzes apagadas e o relé não reativará quaisquer aparelhos ligados. É um pequeno detalhe que poupa energia e acrescenta uma camada de controlo que irá apreciar.

Vamos resumir

Num mundo em que as falhas de energia se tornaram cada vez mais comuns, investir na independência energética do lar já não é apenas uma conveniência - é uma necessidade. As soluções exploradas neste artigo destacam como o sistema Ajax é mais do que apenas uma plataforma de segurança. É uma base sólida para criar uma solução fiável de energia de reserva.

Naturalmente, a configuração ideal depende da dimensão do local, das necessidades energéticas e do orçamento. Este guia ajudá-lo-á a navegar pelas opções - desde centrais elétricas e inversores a geradores a combustível e energia solar - para tomar uma decisão informada que se adeqúe ao seu pedido único.

Recomendamos que contacte os parceiros oficiais da Ajax Systems para obter recomendações de conceção e instalação do sistema. Ajudá-lo-ão a selecionar o equipamento certo, a configurar o sistema corretamente e a garantir que tudo funciona bem desde o primeiro dia.