Um sensor num mastro precisa de cinco volts. Essa é a parte fácil. A parte difícil é manter esses cinco volts durante um ano, no meio de um campo, ao longo de um janeiro em que ninguém vai sair de carro para trocar uma pilha.
Cinco volts, três caminhos.
Quase todos os dispositivos ligados — um gateway, um sensor meteorológico, um comando de portão, uma câmara, uma sonda de solo — fazem a sua eletrónica funcionar a cinco volts. Raramente recebem cinco volts nos bornes. São alimentados com algo mais alto — nove a doze volts — e baixam a tensão internamente. É por isso que a mesma caixa pode ser alimentada por uma bateria pequena, por um adaptador de rede ou por uma turbina, sem nunca notar a diferença.
Estas três opções não são, porém, equivalentes. A rede é a mais simples até se orçamentar a vala. Uma pilha pequena é a mais barata até se contarem as deslocações. O vento é o único dos três que continua a trabalhar quando o dispositivo está num sítio onde preferiríamos não ir a pé.
A carga é ínfima. O problema nunca foram os watts — são as deslocações.
A via dos nove volts, com franqueza.
A pilha de nove volts é a forma mais rápida de pôr um dispositivo a funcionar. Sem vala, sem adaptador, sem autorização de ninguém — liga-se e o dispositivo está vivo. É assim que quase todas estas instalações começam a vida na bancada, e num número surpreendente de casos é também assim que ficam.
O que isso rende depende inteiramente do ciclo de funcionamento. Uma pilha descartável de nove volts guarda cerca de cinco watt-hora. Um dispositivo que fica acordado e consome meio watt esgota-a em umas dez horas, o que não serve a ninguém. Um dispositivo que acorda, faz uma leitura, envia-a e volta a dormir pode ficar em média por um miliwatt — e com a mesma pilha isso dura meses.
Assim, uma pilha descartável é a resposta certa para o arranque, para uma campanha curta de medições, para um sensor que dorme durante a maior parte da sua vida. É a resposta errada para uma câmara ou um gateway que nunca dorme. É exatamente isso que a inscrição no painel diz: a tomada está prevista para uma bateria recarregável, porque numa instalação real a bateria não é para ser levada até ao mastro e trocada. É para ser mantida carregada.
Resta a parte útil: o que a mantém carregada é uma decisão à parte, e não definitiva. Um dispositivo pode começar com uma pilha na bancada e acabar num pacote carregado por uma turbina, sem que mude uma única coisa no próprio dispositivo.
Quem decide é o local, não a ficha técnica.
Repare onde estas instalações acabam mesmo por ficar. Um mastro na ponta de um anexo, um vale por trás, árvores de três lados. Não é um cume e nunca será, porque o sensor tem de viver onde vive aquilo que mede.
De locais como este diz-se que têm pouco vento. Quase nunca é o caso. Têm vento lento, que é um problema diferente com uma resposta diferente.
Em ar lento, a área ganha a tudo.
A potência disponível no vento cresce com o cubo da sua velocidade e apenas na proporção da área varrida pelo rotor. Isso parece má notícia para um local abrigado, e é — reduza a velocidade do vento para metade e fica-lhe um oitavo da potência. Mas também lhe diz exatamente que alavanca lhe é permitido puxar.
A velocidade do vento no local não se muda. A área varrida muda-se. Duplique o rotor e varrerá quatro vezes a área, ou seja, quatro vezes a potência a partir da mesma brisa. Pás maiores dão ainda mais binário de arranque, pelo que o rotor começa a rodar com ar mais fraco em vez de ficar parado à espera de uma rajada que aparece duas vezes por semana.
É por isso que o instinto de instalar algo pequeno e discreto num local de pouco vento costuma estar ao contrário. Um rotor pequeno num cume ventoso está bem. Num local abrigado é precisamente onde a área de pá adicional se paga todos os dias.
O que verificaríamos primeiro.
Comece pelo valor diário, não pelo pico. Um dispositivo que consome meio watt em média precisa de cerca de doze watt-hora por dia — uma quantidade de energia irrisória, coberta sem esforço por um rotor modesto mesmo num local vulgar. Dimensione depois a bateria para os dias sem vento e não para os dias médios, porque é a bateria que decide se o dispositivo ainda está em linha ao fim de uma semana calma, não a turbina.
Depois disso é altura de montagem, ar livre do lado dos ventos dominantes e um traçado de cabo suficientemente curto para que a queda de tensão não deite o trabalho a perder. Nada disto é difícil. Só tem de ser decidido antes de o mastro entrar no chão, em vez de ser descoberto no inverno seguinte.
Cinco volts no dispositivo.
Vento, bateria ou rede por trás.
Num local lento, mais área de pá — sempre.
A fotografia desta página é de uma instalação real num local abrigado do interior. Os números acima são aritmética simples, para mostrar como se chega ao dimensionamento; os valores para o seu local dependem do seu vento e da sua carga.