martes, 1 de febrero de 2011

Unidades energeticas

ENERGIA Y POTENCIA - (ó KW Y KWHORA)

Aun a riesgo de pecar por redundantes hoy hablaremos, como en... “Hablando de Elefantes...”, de potencia y energía. En aquella charla el objetivo era transmitir el concepto de “cuanto” significaba un Kilowatio hora y estaba dirigida a un nivel para el cual no hacían falta conocimientos previos especiales. Usamos en esa oportunidad lo que se ha dado en llamar en términos campestres “el método del tero”, que en un lado canta y en otro pone el huevo. No es lo mismo después de esa charla, hablar de un kilowatio hora sin pensar en los 100 metros que hay que levantar al elefante. No tengo dudas que un muy buen porcentaje de televidentes capaces, inquietos, interesados en aprender, tienen desde esa época mas concepto que dos revistas, cuyo nombre no viene al caso, que publicaron el año pasado dos artículos míos con la única corrección “kw/hora en lugar de Kwhora” (sic) como decía mi original, confundiendo a la opinión publica y tergiversando mis apreciaciones. Kw/hora (o sea kilowatio sobre hora) es una unidad inexistente, un error insólito, mas proviniendo de una corrección y no de una omisión.
     Esta circunstancia, sumada a la considerable cantidad de preguntas en las que se visualiza ignorancia al respecto, me obliga a enfocar el tema desde otro ángulo, con otro objetivo Clarificar la diferencia entre potencia y energía, o lo que es lo mismo entre Kilowatio y kilowatiohora. Intentaré hacerlo con nuestra Usina Autónoma Rural.
“¿La URA sirve para accionar una bomba de riego?”... Es una pregunta mas que común de los televidentes interesados y la que mas pone en evidencia el desconocimiento y la confusión. La contestación acarrea por nuestra parte otra pregunta: ¿Cuántos HP o KW tiene de potencia? Establecido este dato, supongamos 3HP, veamos de cual de los tres componentes de la URA, a saber, generador, acumulador o conversor, depende este planteo. Si el conversor tiene suficiente potencia será posible. Por consiguiente con solo elegir un conversor de potencia adecuada se puede contestar afirmativamente. Los hay de 0,5;1;2;3 y 7,5 HP en existencia.
Sin embargo, inmediatamente surge la segunda pregunta: ¿Cuánto tiempo piensa regar?...Hablar de tiempo significa hablar ya de trabajo, de energía. 3 horas de funcionamiento de los 3HP son 9 Hphora o hablando de Kwhora, 6,5 .(1 HP= 0,736 KW). ¿Quién de nuestra URA tiene la energía necesaria? Si es una eólica y no hay viento el único componente será el banco de baterías. El concepto ya esta claro: la potencia depende del conversor y la energía, el trabajo , el consumo, de las baterías.
Un Formula 1, una Ferrari, un Mc Laren, una Buggati Veyron con sus 1001 HP tienen una potencia insólita pero si no tienen energía disponible no irán muy lejos.¿Donde esta su energía? Obvio, en su tanque de combustible. Avancemos unos pasitos para reafirmar conceptos.¿Tienen las baterías suficiente energía? Depende de la carga en el momento de conectar la bomba. Supongamos que son 22 baterías de 100 Amperes hora, con su carga completa, lo cual significan:

22 x 12,5 Voltios X 100 Amperes hora = 27,5 Kwhora

De los cuales podremos extraer, para proteger las baterías evitando una descarga total, ¾  partes, alrededor de 21 Kwhora, lo que a grandes rasgos significarían unas 3 horas de funcionamiento. Sin embargo como la capacidad de las baterías disminuye cuando la descarga es brusca, no alcanzará. La especificación de las baterías esta referida a una descarga en 20 horas y si pretendo descargarla en solo tres la capacidad es menor ( Ver artículos referidos a la materia). Un poco mas de paciencia y terminamos con el tema. Supongamos ahora que, o hay viento, o ponemos en marcha el generador de la URA, o ambas cosas, si el sistema es *híbrido. Parte de la energía de la bomba será entregada por los generadores y si falta por las baterías. Si sobra automáticamente se empleará para cargar las mismas. La colaboración del o los generadores dependerá de la potencia entregada y del tiempo que estuvieron generando, es decir, una vez mas energía es igual a potencia por tiempo.
 Razonemos ahora con los mismos conceptos, sobre energía y potencia entregadas por el sistema de generación. Supongamos que se trata de nuestro generador auto excitado con motor diesel de 3 KW. Cada hora de funcionamiento entregara, como es obvio, 3 Kwhora, pero recordemos que el *rendimiento de acumulación es del 70 % con lo cual necesitaremos 1,43 horas para que la baterías sean capaces de entregar los 3kwhora.

Si el generador es eólico la cuenta no es tan sencilla porque la potencia
 

entregada en cada instante depende de la intensidad del viento, a diferencia del motor que depende de la posición del acelerador.
Medir la energía significa colocar un medidor de consumo igual al que nos coloca la Cooperativa en el pilar de entrada en la ciudad. Medir la potencia entregada en cada instante por el diesel o el aero, o ambos a la vez, si es híbrido, significa leer el amperímetro de carga y multiplicar su lectura por la tensión de las baterías, medida en el voltímetro correspondiente, tomando la precaución de cortar el consumo pues el amperímetro marca la diferencia entre carga y descarga.

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Ing. Enrique O.Nielsen 
 





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