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Calculadora de estação de energia a diesel

Introduza a sua carga contínua e regime de funcionamento para dimensionar os grupos geradores a ~75% de carga (com N+1), o ATS, o tanque de combustível e o invólucro — mais o OPEX diário de combustível e uma lista de materiais completa.

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Como é dimensionada uma estação a diesel

Os grupos geradores a diesel funcionam melhor a 70–80% de carga. A calculadora escolhe uma unidade padrão (500–2000 kVA) para que os grupos em funcionamento fiquem a ~75% de carga, acrescenta um grupo de reserva N+1 e dimensiona o ATS, o armazenamento de combustível e o invólucro de 20/40 pés a partir dos seus dias de autonomia.

Central diesel de 1200 kW em regime contínuo (em contêiner, N+1)

Exemplo resolvido 1 — Central diesel de 1200 kW em regime contínuo (em contêiner, N+1) · FOB $6,480
Central diesel · contínua
2500 kVA
5 × 500 kVA (4 em operação + 1 em espera) · contêiner
Tanque de combustível
21,600 L
OPEX de combustível
$270/h
BOM estimada (FOB)
POA
📦 Lista de materiais
EquipamentoModeloEspecificaçãoQtd.
Grupos geradores diesel500 kVA × 54 em operação @ 75% de carga + 1 em espera (N+1) · regime principal · ISO 85285
Painel de controle em paralelo5 × 500 kVAsincronização + compartilhamento de carga GB · controle PLC1
Fiação secundária de paralelismoControleinterligações do sincronizador, regulador e AVR (cablagem secundária de paralelismo)1
ATS (rede ↔ grupo gerador)3608 Acomutador de transferência automática · comutação rede-para-backup1
Ponte de barra coletoraLVponte de barra coletora de paralelismo (ponte de barra coletora) · sistema de barra coletora de cobre1
Invólucrocontêiner de 20 ftgrupo gerador em contêiner · à prova de intempéries1
Tanque diário de combustível + bomba de transferência21600 Ltanque diário + bomba de transferência de combustível (3 dias de autonomia @ 7200 L/dia)1
Tubulação e válvulas de combustívellinha de óleoarmazenamento a granel → tubagem do tanque diário + válvulas + filtros (válvulas e acessórios da linha de combustível)1
Sistema de escapesilenciadorsilenciador grau residencial/urbano + tubo de escape + chaminé (sistema de exaustão)1
Ventilação de admissão / exaustãoventilaçãoar de combustão + fluxo de ar de arrefecimento do radiador (sistema de admissão e exaustão de ar)1
Combate a incêndio (gás)Gássupressão por gás de agente limpo para contentor/sala de máquinas (supressão de incêndio por gás de agente limpo)1
Suportes antivibração e fundaçãocivilapoios de mola + plinto de betão (fundação e antivibração)1
Cabos de potênciaLVcabos do gerador + cabos alimentadores (seções de cabo de potência)1
Cabos de controle e instrumentaçãoControlecabeamento de controle / proteção / monitoramento (seccionamento de cabos de controle)1
Aterramento e proteção contra descargas atmosféricasaterramentomalha de aterramento da estação + para-raios + SPD1
Painel de interface do EMSEMSgestão de energia / interface SCADA (armário de interface EMS)1
Resumo
Total estimado (FOB Qingdao, EXW) — equipamentos com preçoPOA
📐 Diagrama unifilar (nível de circuito)
Diagrama unifilar modular10 kV / 0.4 kV · 3 fases · 2500 kVA · híbrido · esquemáticoREDEREDEDGDG x5EMS + ATSgerenciamento híbrido de energia + transferênciaBARRA MT 10 kVTRANSFORMADOR2500 kVABARRA BT 0.4 kVCABO DE PARALELISMO5 x 500 kVACarga crítica 1 · 451 ACarga crítica 2 · 451 ACarga crítica 3 · 451 ACarga crítica 4 · 451 ACarga crítica 5 · 451 ACarga crítica 6 · 451 ACarga crítica 7 · 451 ACarga crítica 8 · 451 ALEGENDAQFdisjuntorCTtransformador de correnteTtransformadorSPDpara-raios de surtoPFCCorreção do fator de potênciaDados de projetoentrada 10 kVbarra 0.4 kVPainéis de manobra BT 5 x 500 kVAsem PFCalimentadores 8SECUNDÁRIOBASIC · MODBUSDesenhos de construção esquemáticos / de projeto em nível de viabilidade por um instituto de projeto licenciado.
⚙️ Diagrama unifilar de paralelismo diesel (grupos geradores → painel → barra → ATS → carga)
DIAGRAMA UNIFILAR DE PARALELISMO DE DIESELgrupos geradores -> painel de paralelismo -> barra -> ATS -> carga (esquema)G1500 kVA.../5AG2500 kVA.../5AG3500 kVA.../5AG4500 kVA.../5ABarra de paralelismo · 2500 kVA totalATS3608 ARedeconcessionáriaCarga críticaprime · contentor
LEGENDADisjuntor (52)TC (transformador de corrente)50/51Relé de proteçãokWhMedidor (kWh)SPD (proteção contra surtos)
🗄 Layout do contêiner (posições dos grupos geradores / tanque diário / silenciador)
LAYOUT DO EQUIPAMENTO DA ESTAÇÃO DIESEL CONTEINERIZADA (GA)arranjo geral simplificado - dimensões indicativasSALA / PLATAFORMA DA SUBESTAÇÃO (esquemático)GRUPO GERADOR 1GRUPO GERADOR 2TANQUE DIÁRIOSILENCIADORESCAPAMENTOCAB CONTROLEATScontêiner de contêiner de 20 ftdimensões indicativas dos grupos eletrógenos, tanque diário, silenciador e quadro de comando
RELAÇÃO DE EQUIPAMENTOSItemEquipamentoEspecificação1Grupo gerador5 x 500 kVA2Cabine de paralelismosincronismo + compartilhamento de carga3ATS3608 A4Tanque diário21600 L5Silenciador + escapamentograu crítico6Painel de controleproteção + SCADA7Ventilaçãocombustão + radiador
⛽ Sistema de óleo combustível (tanque principal → bomba de transferência → tanque diário → alimentação e retorno do motor)
SISTEMA DE ÓLEO COMBUSTÍVELtanque de armazenamento a granel -> bomba de transferência -> tanque diário -> alimentação do motor (com retorno + nível + válvulas, esquemático)ARMAZENAMENTO EM MASSA64800 Lmedidor de nívelPorta V1BOMBA DE TRANSFERÊNCIAdescarregamento + alimentaçãoTANQUE DIÁRIO21600 Lmedidor de nívelPorta V2transbordo / retorno ao volume principalalimentação principalalimentação do motorFLANGE DE COMBUSTÍVEL DO MOTOR (coletor de alimentação)G1G1entrada de combustívelG2G2entrada de combustívelG3G3entrada de combustívelG4G4entrada de combustívelLINHA DE RETORNO DE COMBUSTÍVEL (de volta ao tanque diário)esquema de retorno (tracejado) + transbordamento (topo)DADOS DE COMBUSTÍVELTanque diário21600 LConsumo7200 L/diaAutonomia3 diasTaxa de combustível0.25 L/kWhO sistema de combustível é esquemático / tamanhos de tanque, serviço da bomba e tubulação indicativos conforme códigos locais de incêndio e combustível.
🛡 Sistema de aterramento (TN-S: eletrodos / barra principal / ligação equipotencial)
SISTEMA DE ATERRAMENTO (TN-S)elétrodos de terra / barra de terra principal / ligação equipotencial PE e N separados (esquemático)GRUPO GERADOR 1contêinerligaçãoGRUPO GERADOR 2contêinerligaçãoGRUPO GERADOR 3contêinerligaçãoGRUPO GERADOR 4contêinerligaçãoBARRA PRINCIPAL DE ATERRAMENTO PE (aterramento principal)LIGAÇÃO EQUIPOTENCIALBARRA DE NEUTRO N (separada do PE, TN-S)R1R2R3R4R5R6DADOS DE ATERRAMENTOHastes de terra: 6 x diâmetro 16 mm x 2.5 m aço cobreado · eletrodo em anel · meta <= 4 ohmPadrão: IEC 60364 (TN-S) / IEEE 80 / GB-T 50065 · ligação equipotencial de cada invólucro metálicoO layout de aterramento é esquemático / indicativo; verifique a resistividade do solo e meça a resistência de terra final em campo.
🎛 Sequência de controle e intertravamento do grupo gerador (partida / marcha lenta / rampa / sincronismo / fechamento / desarme)
SEQUÊNCIA DE CONTROLE E INTERTRAVAMENTO DO GRUPO GERADOR (SECUNDÁRIO)partida -> marcha lenta -> rampa -> sincronização -> fechamento -> desarme de proteção (sequência + contatos de intertravamento, esquema)INÍCIOINÍCIOcomando de partidaMARCHA LENTAMARCHA LENTAsolenoide de marcha lentaRAMPRAMPrampa do regulador de velocidadeSINCSINCVerificação ANSI 25FECHAR 52FECHARbobina de fechoDISPARODISPAROBloqueio de 86CONTATOS DE INTERBLOQUEIO / PERMISSIVOS:habilitação de partidatemporizador de aquecimentotensão/freq okcorrespondência de fase + dV/df52b (aberto)relé de proteção 50/51/86CADEIA DE DISPARO DE PROTEÇÃO50/5186relé de bloqueio (86) travaDisparo de 52 (aberto)Sobrecorrente/falta à terra (50/51) energiza o relé de bloqueio 86,que dispara e bloqueia 52 até rearme manual.SINCRONIZAÇÃO (ANSI 25)dVdfphidVdffaseSincronizador automático iguala tensão, frequência e faseângulo antes de emitir o comando de fechamento para 52.O relé de verificação de sincronismo bloqueia o fecho em caso de desfasamento de fase.A sequência de controle é um esquema típico (detalhamento do projeto necessário para cabeamento, atribuição de terminais e ajustes).
🔁 Princípio de sincronização e paralelismo
ParâmetroValor
Verificação de sincronismosincronizador automático iguala V, f, fase antes do fechamento (ANSI 25)
Partilha ativa (kW)regulador isócrono + linhas de repartição de carga
Partilha de reativos (kvar)Droop do AVR / compensação de corrente cruzada
Barrabarra de paralelismo comum · 2500 kVA total
⚖️ Estratégia de compartilhamento de carga
ParâmetroValor
Unidades em funcionamento4 @ ~75% de carga
Standby (N+1)1 unidade(s)
Fator de carga real60% (com espera)
Resposta a sobrecargaPLC desliga alimentadores não críticos
⛽ Cálculo do consumo de combustível
ParâmetroValor
Consumo específico0.25 L/kWh @ 75% de carga
Combustível por hora300 L/h
Custo por hora$270/h @ $0.9/L
Combustível diário7200 L/dia
Volume do reservatório21600 L (3 dias)
🗄 Descrição do contêiner / layout
ParâmetroValor
Invólucrocontêiner de 20 ft · contêiner
Conteúdogrupos geradores + tanque diário + silenciador + painel de controle + ATS
Ventilaçãoar de combustão + fluxo de ar de arrefecimento do radiador
Proteção contra incêndiosupressão por gás de agente limpo
🔇 Esquema de atenuação de ruído
ParâmetroValor
Invólucrocontêiner acústico / sala de máquinas
Atenuadoresatenuadores acústicos de ar de entrada + saída
Escapesilenciador de grau crítico na chaminé
Alvo≤75 dB(A) @ 1 m (residencial ≤65 dB(A))
🗓 Cronograma de manutenção (típico)
ParâmetroValor
Troca de óleo + filtroa cada 500 h
Filtro de combustívela cada 500 h
Filtro de ara cada 1 000 h
Refrigerantea cada 2 000 h / anual
Verificação da bateriamensal
Revisão geral15 000–30 000 h
📏 Base normativa (base normativa)
TópicoPadrão
Potência nominal do grupo geradorISO 8528 — grupos geradores acionados por motores de combustão interna alternativos
Equivalente chinêsGB/T 2820 — grupos geradores de corrente alternada acionados por motor de combustão interna alternativo
GeradorIEC 60034 — máquinas elétricas rotativas
Classificação do grupo geradorGB/T 4712 — classificação de grupos geradores CA
🧮 Como foi calculado
1. Carga aparente = 1200 kW ÷ fp 0.8 = 1500 kVA
2. Dimensionamento da unidade a 75% de carga: 1500 kVA ÷ 0.75 = 2000 kVA → unidade padrão 500 kVA
3. Unidades em funcionamento = ceil(1500 ÷ 375) = 4 · +1 em reserva (N+1)
4. Total instalado = 5 × 500 = 2500 kVA (carga real 60%)
5. Combustível = 1200 kW × 0.25 L/kWh = 300 L/h → 7200 L/dia → tanque 21600 L (3 dias)
6. OPEX de combustível ≈ 300 L/h × $0.9/L = $270/h ($6480/dia)
📋 Notas de projeto
Sincronização e paralelismo: Cada grupo gerador conecta-se à barra comum através de um autossincronizador que iguala tensão, frequência e ângulo de fase antes do fechamento do disjuntor (relé de verificação de sincronismo ANSI 25). Após o paralelismo, os reguladores isócronos compartilham a carga ativa (kW) e o compartilhamento por droop do AVR equilibra a carga reativa (kvar).
Fator de carga: Os grupos geradores diesel operam com maior eficiência e menor acúmulo de combustível não queimado (wet-stacking) com carga de 70–80%. O número de unidades é dimensionado para ~75% de carga por grupo em operação; N+1 adiciona um grupo de reserva para rodízio de manutenção e redundância de pico.
Estratégia de repartição de carga: Partilha de carga ativa (kW) via regulador isócrono + linhas de partilha de carga; partilha reativa (kvar) via compensação de corrente cruzada ou droop. O armário PLC/GB arbitra a sequência de arranque/paragem e desliga alimentadores não críticos em sobrecarga.
Classe de serviço: Regime principal: potência nominal contínua, horas ilimitadas. A classe de regime afeta a carga admissível e o intervalo de manutenção.
Base de preços: Grupo gerador com preço unitário da referência diesel-generators (FOB Qingdao); ATS de ats-transfer-switches. Painel de paralelismo, invólucro/contêiner, sistema de combustível, cabeamento, silenciamento e obras civis são orçados por projeto (POA).
Estimativa de combustível: O consumo de combustível assume ~0.25 L/kWh a 75% de carga (típico 180–220 g/kWh, densidade do diesel 0.84). O preço do combustível $0.9/L é ilustrativo; confirme o preço local entregue.
Atenuação de ruído: Os grupos conteinerizados visam ≤75 dB(A) a 1 m por meio de invólucro acústico + atenuadores de entrada/saída; locais residenciais/urbanos podem exigir ≤65 dB(A) e um silenciador de grau crítico na chaminé de escape.
Revisão de projeto: Este é um dimensionamento preliminar. Um engenheiro habilitado deve verificar a capacidade de curto-circuito, os controles de sincronização, a ventilação e o encaminhamento dos gases de escape, e as regulamentações locais de emissões/ruído.

Como foi calculado

Fórmulas principais

Carga aparente = kW ÷ 0,8 (fp). Unidades em funcionamento = ceil(kVA ÷ (0,75 × kVA unitário)). Combustível ≈ 0,25 L/kWh a 75% de carga; tanque = combustível diário × dias de autonomia.

Normas aplicáveis

ISO 8528 (grupos geradores), GB/T 2820, IEC 60034 (geradores), GB/T 4712 (classificação).

Perguntas frequentes

Quantos grupos geradores preciso?

A calculadora mantém cada grupo em funcionamento a ~75% de carga (melhor eficiência, menor risco de wet-stacking) e acrescenta um grupo de reserva em N+1 para rotação de manutenção e redundância de pico.

Contentorizada ou sala de máquinas?

A contentorizada é um pacote de 20/40 pés resistente às intempéries, montado em fábrica, que é expedido e comissionado rapidamente. Uma sala de máquinas exige obras civis, mas é adequada para estações muito grandes ou de instalação permanente.

Como é dimensionado o tanque de combustível?

A partir de ~0,25 L/kWh a 75% de carga: consumo diário × os seus dias de autonomia. A calculadora indica o consumo diário e o volume do tanque.

Que itens têm preço na lista de materiais?

Os grupos geradores (por unidade) e o ATS têm preço de catálogo. O armário de paralelismo, o invólucro/contentor, o sistema de combustível, a cablagem, o silenciamento e as obras civis são orçamentados por projeto.

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Os resultados são estimativas de engenharia para referência. O dimensionamento final deve ser confirmado por um engenheiro local licenciado, de acordo com as condições do local e os códigos aplicáveis. Os preços são FOB Qingdao (EXW) e não incluem frete, direitos aduaneiros ou instalação.

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