Infraestrutura de recarga para veículos elétricos
O que o profissional precisa saber antes de projetar um ponto de recarga: modos de carregamento, exigências normativas, avaliação da instalação existente e os erros que transformam uma instalação simples em risco.
Recarga não é uma tomada a mais
Esta é a frase que resume o guia inteiro, e é onde a maioria das instalações erra.
Ligar um chuveiro elétrico é uma demanda alta por poucos minutos. Recarregar um veículo elétrico é uma demanda alta e contínua, por horas seguidas, muitas vezes durante a madrugada, quando ninguém está olhando. É um regime de operação que instalações residenciais e prediais antigas nunca foram projetadas para suportar.
A consequência de tratar recarga como tomada comum não aparece no primeiro dia. Aparece meses depois, no aquecimento de um condutor subdimensionado, na atuação repetida de uma proteção, ou no pior cenário.
Instalar o carregador aproveitando o circuito do chuveiro ou do ar-condicionado, porque “a bitola dá”. A bitola pode dar para o pico, mas não para a corrente sustentada por seis horas seguidas. Regime de operação é parâmetro de projeto, não detalhe.
Os modos de recarga
A norma internacional IEC 61851-1 define modos de carregamento condutivo, e conhecê-los organiza toda a conversa técnica.
Modo 1
Conexão a uma tomada comum, sem comunicação entre o veículo e a instalação e sem proteções dedicadas no ponto de conexão. É desaconselhado, e vedado ou fortemente restringido em vários contextos. Não deve ser oferecido como solução em projeto profissional.
Modo 2
Conexão a tomada comum, mas com um dispositivo de proteção e controle no próprio cabo, o chamado ICCB. É o cabo que costuma acompanhar o veículo. Serve como recurso de contingência, não como infraestrutura permanente.
Modo 3
Estação de recarga fixa em corrente alternada, com comunicação contínua entre a estação e o veículo. É o modo das soluções tipo wallbox e da maioria das instalações residenciais, condominiais e corporativas. Exige circuito dedicado e proteções específicas.
Modo 4
Recarga em corrente contínua, com o conversor fora do veículo. Potências mais elevadas, exigências mais rigorosas de coordenação de isolamento e aterramento, e impacto direto no quadro geral. É o modo das estações rápidas.
Modo de recarga não é sinônimo de tipo de conector. Modo descreve o arranjo de alimentação, comunicação e proteção. Conector é a interface física. Confundir os dois leva a especificação errada.
Corrente alternada e corrente contínua
A bateria do veículo armazena energia em corrente contínua. A diferença entre recarga CA e CC está em onde acontece a conversão.
| Aspecto | Recarga CA | Recarga CC |
|---|---|---|
| Conversor | Embarcado no veículo | Externo, na estação |
| Limite de potência | Definido pelo carregador embarcado | Definido pela estação e pela bateria |
| Aplicação típica | Residências, condomínios, locais de permanência longa | Corredores, frotas, permanência curta |
| Impacto na instalação | Circuito dedicado em baixa tensão | Estudo de carga mais profundo, eventual adequação de entrada |
Numa recarga CA, instalar uma estação de potência maior que o carregador embarcado do veículo não acelera nada. O gargalo é o conversor de bordo. Especificar acima disso é vender potência que o cliente não vai usar.
O que a norma brasileira exige
A ABNT NBR 17019 trata das instalações elétricas de baixa tensão destinadas à alimentação de veículos elétricos. Ela é baseada na IEC 60364-7-722 e é complementar à ABNT NBR 5410, não a substitui. Aplicar uma sem a outra é erro conceitual.
A norma denomina o conjunto de SAVE, Sistema de Alimentação para Veículo Elétrico. Alguns requisitos estruturam qualquer projeto:
- Cada ponto de conexão deve ser alimentado individualmente por um circuito terminal próprio. Não se compartilha circuito entre pontos de recarga, nem com outras cargas.
- Cada ponto de conexão em corrente alternada deve ser protegido individualmente por dispositivo diferencial residual com corrente diferencial nominal não superior a 30 mA.
- O projeto deve considerar o regime de operação real, com corrente sustentada por longos períodos.
- A instalação exige projeto e responsabilidade técnica de profissional habilitado.
Normas técnicas são revisadas. Antes de elaborar projeto, confirme a edição vigente da ABNT NBR 17019 e das normas correlatas. Trabalhar com edição superada é risco técnico e jurídico, e nenhum guia substitui a consulta ao texto oficial.
O erro do fator de demanda
Aqui está a diferença entre quem leu a norma e quem leu resumo de norma.
Em instalações convencionais, aplica-se fator de demanda porque nem todas as cargas operam simultaneamente e em plena potência. É uma hipótese estatística razoável para chuveiros e ares-condicionados.
Para pontos de recarga, a norma determina que o fator de demanda do circuito que alimenta o ponto de conexão seja considerado igual a 1. Ou seja: dimensiona-se para a potência nominal integral, sem diversidade. O mesmo vale para o quadro que alimenta várias estações, a menos que exista controle de recarga.
Confundir controle de recarga com controle de demanda. São princípios diferentes. O controle de recarga gerencia ativamente a potência entregue a cada ponto, e é o que permite aplicar diversidade no dimensionamento. Instalar um medidor e observar o pico não é controle de recarga, e não autoriza reduzir o fator de demanda.
Proteção contra choques elétricos
Este ponto merece atenção especial porque envolve um comportamento que não é intuitivo.
A eletrônica de potência do veículo pode gerar correntes de fuga em corrente contínua. Um dispositivo diferencial residual do tipo AC ou tipo A pode ter seu núcleo magnético saturado por essa componente contínua, deixando de atuar mesmo diante de uma falta perigosa em corrente alternada. O dispositivo está instalado, aparentemente funcionando, e cego.
Por isso a proteção deve ser dimensionada considerando essa possibilidade, com dispositivo capaz de detectar a componente contínua, seja por meio de DR tipo B, seja por arranjo equivalente aceito pela norma, quando o próprio equipamento de recarga incorpora a detecção.
Ao especificar a proteção, verifique o que o equipamento de recarga já incorpora. Alguns modelos incluem a detecção de corrente contínua residual, o que muda o dispositivo externo necessário. Especificar sem ler o manual do equipamento é especificar no escuro.
Avaliar a instalação existente antes de tudo
O projeto de recarga começa fora do carregador. Começa no padrão de entrada.
- Levantamento da carga instalada e da demanda contratada. Acrescentar um ponto de recarga pode exigir aumento de carga junto à distribuidora.
- Verificação do quadro de distribuição. Há espaço, capacidade e barramento para o circuito dedicado?
- Análise do padrão de entrada. Disjuntor geral, condutores e medição comportam o acréscimo?
- Percurso e infraestrutura civil. Distância entre quadro e vaga, eletrodutos, travessias.
- Aterramento e equipotencialização. Conforme a NBR 5410.
- Consulta à norma da distribuidora. Cada concessionária publica critérios próprios para conexão de estação de recarga.
As normas das distribuidoras costumam determinar que a estação de recarga em instalação particular seja conectada à unidade consumidora existente, sem ponto de medição adicional exclusivo. Verifique o documento da concessionária local antes de prometer arranjo diferente ao cliente.
O caso dos condomínios
É onde os projetos mais dão errado, porque o problema deixa de ser elétrico e passa a ser também de arranjo entre pessoas.
Tecnicamente, a pergunta central é quantos pontos a infraestrutura do prédio suporta, hoje e depois. Um condomínio que autoriza a primeira instalação sem estudo de capacidade está criando um precedente que vai encontrar o limite físico da entrada em algum ponto, e a discussão sobre quem paga a adequação virá depois, com um morador já instalado e outro impedido.
Tratar cada pedido isoladamente é o caminho para o conflito. Um estudo de capacidade e um plano de expansão, feitos antes do primeiro ponto, resolvem o problema técnico e o político ao mesmo tempo.
A definição de quem responde pelo projeto, pela execução e pela adequação da infraestrutura comum não é detalhe administrativo. Instalação sem projeto e sem responsabilidade técnica pode ter consequências que ultrapassam o elétrico, inclusive em matéria de seguro e de responsabilidade em caso de sinistro.
Recarga e energia solar
A combinação é natural, mas o encaixe exige atenção a um detalhe que costuma passar batido.
Um sistema fotovoltaico gera durante o dia. Um veículo que sai de manhã e volta à noite recarrega no período sem geração. Nesse caso, o sistema não alimenta o carregador diretamente: ele injeta na rede durante o dia e a energia é recuperada por compensação à noite, com o tratamento tarifário que o enquadramento da unidade determinar. Isso muda a conta.
Quando o veículo permanece no local durante o dia, ou quando há armazenamento, o autoconsumo instantâneo aumenta e a economia melhora. O perfil de uso do veículo, portanto, é variável de projeto.
Vale lembrar que acrescentar carregador não é acrescentar geração. Se o cliente decidir ampliar a potência do sistema fotovoltaico para compensar o novo consumo, entram em cena as regras de aumento de potência instalada, tratadas no guia de mercado e legislação. Sobre armazenamento associado, consulte o guia de baterias e backup.
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Conhecer os serviços técnicosPerguntas frequentes
Posso instalar o carregador numa tomada comum?
Não como solução permanente. A recarga exige circuito terminal dedicado e proteção individual. Tomada comum caracteriza o Modo 1, desaconselhado, ou depende do dispositivo do cabo, no Modo 2, que serve como contingência e não como infraestrutura.
Preciso de projeto elétrico para instalar um wallbox?
Sim. A instalação deve seguir a ABNT NBR 17019 em conjunto com a ABNT NBR 5410, com projeto e responsabilidade técnica de profissional habilitado. Além do aspecto técnico, a ausência de projeto pode ter implicações em seguro e responsabilidade.
Qual a diferença entre controle de recarga e controle de demanda?
Controle de recarga gerencia ativamente a potência entregue a cada ponto de conexão, permitindo aplicar diversidade no dimensionamento. Controle de demanda é outro princípio. Só o primeiro autoriza afastar o fator de demanda unitário previsto para pontos de recarga.
Um DR comum protege o ponto de recarga?
Não necessariamente. Correntes de fuga em corrente contínua, geradas pela eletrônica do veículo, podem impedir a atuação de dispositivos que não sejam capazes de detectá-las. A proteção deve considerar essa componente.
Instalar carregador aumenta minha conta de energia?
Aumenta o consumo, naturalmente. E pode exigir aumento de carga junto à distribuidora. O impacto na fatura depende do perfil de recarga, da tarifa aplicável e, havendo geração própria, do enquadramento da unidade.
Preciso de medidor separado para o carregador?
Em geral não. As normas das distribuidoras costumam determinar a conexão à unidade consumidora existente, sem ponto de medição adicional exclusivo. Consulte o documento da concessionária local.