O que é a profundidade de descarga das baterias? Um guia completo para uma melhor saúde da bateria em 2025

No cenário em rápida evolução do armazenamento de energia solar, dos veículos eléctricos e das microrredes inteligentes, a gestão da saúde das baterias surgiu como uma preocupação central para a indústria. Entre os muitos factores que influenciam o desempenho e a vida útil das baterias, a profundidade de descarga (DoD) destaca-se como um dos parâmetros mais críticos.

Este artigo explica em pormenor o que é a DoD, como calculá-la, o seu impacto na sistemas de bateriase os intervalos recomendados pelo DoD para vários tipos de baterias - ajudando-o a tomar decisões mais inteligentes ao conceber ou operar sistemas de armazenamento de energia.

O que é a profundidade de descarga (DoD)?

DoD (Depth of Discharge - profundidade de descarga) refere-se à percentagem de energia descarregada de uma bateria relativamente à sua capacidade total. Em termos simples, indica a quantidade de energia armazenada da bateria que foi utilizada.

Exemplo:
Se uma bateria de 10kWh descarregar 8kWh, o DoD é:
DoD = (8÷10) × 100% = 80%

Como calcular o DoD?

Para calcular o DoD, é essencial compreender primeiro o estado de carga (SoC) - a métrica complementar ao DoD - que representa a percentagem da capacidade restante da bateria, ou a quantidade de energia utilizável que resta.

A SoC e a DoD são complementares:
DoD = 100% - SoC
SoC = 100% - DoD

Exemplos:
Se SoC = 30%, então DoD = 70%
Se SoC = 80%, então DoD = 20%

Porque é que o DoD é importante?

Impacto no tempo de vida da bateria

O tempo de vida de uma bateria é normalmente medido pelo seu ciclo de vida - o número de ciclos de carga e descarga a que pode ser submetida. Geralmente, as descargas mais superficiais ajudam a prolongar a vida útil global da bateria, enquanto as descargas mais profundas colocam mais tensão na estrutura interna, acelerando a degradação dos materiais activos e fazendo com que a capacidade diminua progressivamente em cada ciclo.

Por exemplo, numa condição DoD 80%, uma bateria de lítio pode atingir um ciclo de vida de cerca de 3.000 ciclos; numa condição DoD 50%, o mesmo tipo de bateria pode exceder os 6.000 ciclos.

É importante notar que o ciclo de vida não significa que a bateria deixe de funcionar nesse momento. Em vez disso, marca a fase em que a capacidade começa a diminuir mais rapidamente e a degradação do desempenho torna-se percetível. Mesmo depois de ultrapassar o ciclo de vida nominal, a bateria pode ainda funcionar durante algum tempo, embora a sua capacidade utilizável continue a diminuir até uma eventual falha.

Impacto no desempenho da bateria

A profundidade da descarga também afecta diretamente o desempenho geral de uma bateria.

Em condições de descarga pouco intensas, as reacções electroquímicas são mais suaves, permitindo que a bateria mantenha uma maior eficiência de carga/descarga, uma potência mais estável e menores perdas de energia.

Em contrapartida, as descargas profundas desencadeiam reacções químicas mais intensas, aumentam a resistência interna e conduzem a uma maior perda de energia, a uma eficiência reduzida e, potencialmente, a uma menor autonomia e a velocidades de carregamento mais lentas.

Impacto na segurança da bateria

A descarga excessiva é um problema de segurança significativo para as baterias.

Se a tensão da bateria descer abaixo de um limiar crítico, pode resultar em:

• Decomposição de electrólitos
• Espessamento anormal da camada SEI (Interface Eletrólito Sólido)
• Perda irreversível de materiais activos

Estes problemas não só causam a degradação da capacidade, como também podem conduzir a graves riscos de segurança, como a fuga térmica, o sobreaquecimento ou mesmo um incêndio.

Gerindo corretamente a profundidade da descarga - tal como a definição de um limiar mínimo de estado de carga (SoC) - a descarga excessiva pode ser eficazmente evitada, melhorando assim a estabilidade operacional e a segurança da bateria.

Impacto no funcionamento do sistema

Nos sistemas inteligentes de armazenamento de energia, a gestão de DoD é uma das principais estratégias de controlo.
Um Sistema de Gestão de Energia (EMS) monitoriza continuamente vários parâmetros-chave - tais como DoD, SoC e Estado de Saúde (SOH) - para tomar decisões inteligentes, incluindo:

• Se deve continuar a quitação
• Quais os módulos de bateria a que deve ser dada prioridade para carregamento
• Como atribuir dinamicamente cargas de trabalho para equilibrar a utilização e o descanso dos conjuntos de baterias

Ao otimizar o DoD, o sistema pode funcionar de forma mais eficiente e estável, reduzir significativamente a taxa de degradação da bateria, prolongar a vida útil global do sistema e reduzir os custos de manutenção.

As baterias de armazenamento de energia solar da GODE são construídas com a avançada tecnologia LiFePO₄, permitindo uma maior profundidade de descarga sem afetar significativamente a vida útil da bateria.

Equipadas com um sistema inteligente de gestão de baterias (BMS), as baterias monitorizam parâmetros-chave como o DoD e o SoC em tempo real para evitar eficazmente a descarga excessiva, garantindo uma maior segurança e eficiência energética.

Quer sejam utilizadas em sistemas de energia solar residenciais ou na gestão de energia comercial, as baterias GODE oferecem uma utilização de energia superior e um custo total de propriedade mais baixo, tornando-as a escolha ideal para utilizadores que procuram desempenho, fiabilidade e sustentabilidade.

Intervalos recomendados pelo DoD para diferentes tipos de baterias

Nos sistemas inteligentes de armazenamento de energia, a gestão de DoD é uma das principais estratégias de controlo.
Um Sistema de Gestão de Energia (EMS) monitoriza continuamente vários parâmetros-chave - tais como DoD, SoC e Estado de Saúde (SOH) - para tomar decisões inteligentes, incluindo:

Profundidade de descarga nas principais aplicações da indústria

A profundidade de descarga (DoD) é mais do que apenas uma especificação numa folha de dados de uma bateria - é um fator crítico que determina a estabilidade, a eficiência de custos e a segurança de um sistema de energia. Abaixo estão as principais aplicações do mundo real em que a DoD desempenha um papel central em vários sectores.

Sistemas de armazenamento de energia solar

Nas configurações de energia solar mais armazenamento, especialmente em sistemas solares residenciais e comerciais, as baterias devem armazenar o excesso de energia solar durante o dia e descarregá-la à noite. A gestão do DoD garante que os ciclos das baterias são optimizados para uma vida útil mais longa, ao mesmo tempo que satisfazem as necessidades diárias de energia.

Sistemas de energia fora da rede e de reserva

Em cenários fora da rede, a gestão de DoD é essencial. Uma DoD mais elevada pode fornecer mais energia utilizável por ciclo, mas à custa de uma vida útil reduzida da bateria - especialmente para sistemas de chumbo-ácido. Os controladores de energia inteligentes equilibram o DoD para garantir energia ininterrupta com a saúde óptima da bateria.

Veículos eléctricos e eletrónica de consumo

Os sistemas de gestão de baterias de veículos eléctricos (BMS) monitorizam continuamente o SoC e o DoD para proteger as baterias contra a descarga excessiva e o sobreaquecimento. Muitos VEs restringem a capacidade utilizável (por exemplo, apenas 80% DoD) para preservar a saúde a longo prazo e a cobertura da garantia. Nos smartphones e computadores portáteis, são utilizados ciclos de DoD pouco profundos para aumentar o tempo de vida útil.

Conclusão

Compreender a profundidade da descarga e o seu impacto nas diferentes químicas das baterias pode ajudá-lo a otimizar a conceção do seu sistema de armazenamento de energia para um desempenho mais eficiente e duradouro.
 
Ao gerir eficazmente o DoD, pode prolongar a vida útil da bateria, aumentar a segurança do sistema e reduzir os custos operacionais, tornando-o uma estratégia crucial na procura de uma utilização sustentável da energia.