jueves, 21 de abril de 2011

POTENCIA ELECTRICA Vs ENERGIA ENERGIA ELECTRICA


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Potencia Eléctrica: los watts o vatios, kilovatios, MW.
Vs Energía Eléctrica: Kilovatios hora, MW hora.

Generalmente nos ocupamos de temas como la generación de nuevas energías renovables, el ahorro energético o los últimos desarrollos en vehículos eléctricos y otros aparatos alimentados con electricidad. Y hablamos entonces de diferentes unidades de medición, como vatio, kilowatts,  kilowatts hora…Hoy queremos precisamente explicar que significan esos términos, muy de moda, por su relación con el ahorro de energía eléctrica.

Para ello tenemos que referirnos primero al concepto de POTENCIA ELECTRICA, que es la rapidez con la que un aparato eléctrico transforma o consume la energía eléctrica. La unidad para medir la potencia es el vatio (watt en ingles) y se representa con el símbolo “W”. 

Si el aparato eléctrico en cuestión es de mediana o gran potencia normalmente se utilizan múltiplos del vatio para expresar estas cantidades mayores. Uno de los más comunes es el kilovatio (kW) que equivale a 1000 vatios, es el caso de motores y máquinas algo cpmplejas.

Para medidas aún mayores se utiliza el megavatio (MW) que equivale a un 1.000.000 vatios, podría ser en el caso de una central eléctrica, grandes láseres, o rayos.

La potencia eléctrica nos indica el ritmo al que se utiliza (o se genera) la energía. De ello en muchos aparatos eléctricos (las bombillas de luz son el ejemplo más claro) vienen con la indicación de la cantidad de vatios (W).

Por lo tanto la potencia eléctrica de un aparato esta directamente relacionada con el consumo eléctrico (kilowatts hora).

El vatio:


El vatio (en inglés: watt; símbolo: W) es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades.
Es el equivalente a 1 julio sobre segundo (1 J/s) y es una de las unidades derivadas. Expresado en unidades utilizadas en electricidad, un vatio es la potencia eléctrica producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 Voltio-Amperio).
La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa en vatios, si son de poca potencia, pero si son de mediana o gran potencia se expresa en kilovatios (kW) que equivale a 1000 vatios. Un kW equivale a 1,35984 caballos de vapor.

Definición:

Las ecuaciones que relacionan dimensionalmente el vatio con las Unidades básicas del Sistema Internacional son:

Origen como unidad de potencia:

El vatio en español y watt en ingles, unidad que recibe su nombre de James Watt por sus contribuciones al desarrollo de la máquina de vapor, y fue adoptado por el Segundo Congreso de la Asociación Británica por el Avance de la Ciencia en 1889 y por la undécima Conferencia General de Pesos y Medidas en 1960 como la unidad de potencia incorporada en el Sistema Internacional de Unidades.

Usos comunes:

El kilovatio (símbolo kW), igual a mil vatios, se usa habitualmente para expresar la potencia de motores, y la potencia de herramientas y máquinas. Un kilovatio es equivalente a 1,35984 caballos de vapor.
El megavatio (símbolo MW) es igual a un millón (106) de vatios.

Muchas cosas pueden tener la transferencia o consumo de energía en esta escala; algunos de esos eventos incluyen: rayos, centrales eléctricas, grandes motores eléctricos, buques de guerra (como los portaaviones y los submarinos) y alguno de los equipamientos científicos (como grandes láseres).

Confusión entre vatio y vatio-hora:

Potencia y energía (Trabajo) se confunden fácilmente. Se puede decir que la potencia es el ritmo al que se usa (o genera) la energía. Un vatio es un julio de energía por segundo. Por ejemplo, si una lámpara de 100 vatios está encendida durante una hora, la energía consumida es de 100 vatios-hora (W·h) o 0,1 kilovatio-hora (kW·h) o (60 × 60 × 100) 360.000 julios (J).

La capacidad o potencia de una central energética se mide en vatios, pero la energía generada anualmente se medirá en vatios-hora (o kilovatios-hora, o megavatios-hora).

 

Kilovatio-hora:

                  Contador doméstico de energía eléctrica.

El kilovatio hora, abreviado kWh, es una unidad de energía. Equivale a la energía desarrollada por una potencia de un kilovatio (kW) durante una hora, equivalente a 3,6 millones de julios.
El kilovatio-hora se usa generalmente para la facturación de energía eléctrica, dado que es más fácil de utilizar que la unidad de energía del Sistema Internacional de Unidades, el julio, la cual corresponde a un vatio-segundo (W·s). El julio es por tanto una unidad demasiado pequeña, lo que obligaría a emplear cifras demasiado grandes.

Equivalencias:

Si tenemos que un vatio es igual a un julio por segundo y un kW = 1.000 W, el kilovatio hora será:

Además:

Algunos múltiplos son: el megavatio-hora (MWh) = 1.000 kWh o el megavatio-año = 365×24×1.000 kWh. También existe el gigavatio-hora (× 1.000.000 kWh) y el teravatio-hora       1.000.000.000 kWh) y su múltiplos anuales (×365×24).
Los aparatos eléctricos cuando están funcionando generan un consumo de energía eléctrica en función de la potencia que tengan y del tiempo que estén en funcionamiento. En Venezuela, el consumo de energía eléctrica se contabiliza mediante un dispositivo precintado que se instala en los accesos a la vivienda, denominado contador, y que periódicamente revisa un empleado de la compañía suministradora de la electricidad anotando el consumo realizado mensualmente.

El cálculo del consumo eléctrico en kWh del contador, se realiza mediante una sencilla multiplicación de la potencia utilizada por las horas de funcionamiento.
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miércoles, 20 de abril de 2011

CONTROL DE LAMPARAS DESDE (2) DOS SITIOS DIFERENTES


Conexión de (2) dos lámparas controladas desde (2) dos sitios diferentes (apagador de tres vías), con un tomacorriente doble en la misma caja.
Conexión de (3) tres lámparas controladas desde (2) dos sitios diferentes (apagador de tres vías).
Significado de las letras.

F.  Fase: Conductor que alimenta de electricidad a la instalación.

N. Neutro: Conductor que permite “completar” y/o “cerrar” un circuito.

R. Retorno: Este conductor permite “completar” el circuito al conectarse a uno de los tornillos del Socket (porta lámparas) y el otro tornillo desde luego debe unirse al Neutro.

P. Puente: Cada vez que “bajamos” la Fase a una caja de conexionescajetin", si se requiere también colocar otro dispositivo en el mismo lugar, ya sea otro apagador o un toma corriente, lo que suele hacerse es "puentear" para ahorrar conductor. si no lo hiciéramos así tendríamos que "bajarla" dos veces. En ambos casos la conexión funciona perfectamente, solo que desde el punto de vista económico es más barato hacer un puente entre los dos dispositivos que la requieran. 

Recordemos lo siguiente:
1.  Como al toma corriente deben llegar Fase y Neutro, con conductores TW ó THW calibre No. 12 AWG., por lo tanto al "puentear" ambos dispositivos (apagador y toma corriente) igual debes hacerlo con conductor calibre No. 12 AWG.

2. A sí mismo el conductor R. Retorno, aun que soporta poca carga, por norma CEN, también debe ser calibre No. 12 AWG.


3. Si quieres conectar más lámparas en paralelo controladas todas con el mismo apagador, simplemente añade dos conductores calibre No. 12 AWG. en los puntos indicados en azules en el esquema mostrado. Las otras puntas de ambos conductores -obvio- une las a los tornillos de las porta lamparas de la (las) lampara(s) adicionales. 
 
4. También es recomendable conectar a tierra el toma corriente, de la forma indicada, con conductor THW # 12 ó 14 AWG, color verde, pero si no lo haces, la instalación funciona bien.

Nota: En Venezuela el CEN, código Eléctrico Nacional, exige como conductor mínimo para las instalaciones eléctricas residenciales, el calibre # 12 AWG, con aislante TW, THW ó superiores, no obstante para el aterramientos de los tomacorrientes de uso general, puede usarse el calibre # 14 AWG., plenamente identificado con aislante color verde.

Preparado por: Ing. Ovidio Reyes.

CONTROL DE UNA LAMPARA Y TOMACORRIENTE EN UN MISMO CAJETIN

CONTROLAR UNA LÁMPARA E INSTALAR UN TOMACORRIENTE:

Conexión de una lámpara controlada por un apagador sencillo, con un tomacorriente en la misma caja.

Significado de las letras.

F.  Fase. Conductor que alimenta de electricidad a la instalación.

N. Neutro. Conductor que permite “completar” y/o “cerrar” un circuito.

R. Retorno. Este conductor permite “completar” el circuito al conectarse a uno de los tornillos del Socket (portalámparas) y el otro tornillo desde luego debe unirse al Neutro.

P. Puente. Cada vez que "bajamos" la Fase a una caja de conexiones "cajetín", "si se requiere también colocar en el mismo lugar un Tomacorriente u otro apagador, lo que suele hacerse es "puentearla" para ahorrar conductor. Si no lo hicieramos asi tendriamos que "bajarla" dos veces. En ambos casos la conexión funcionana perfectamente, solo que desde el punto de vista económico es más barato hacer un puente entre los dos dispositivos que la requieren.

Recordemos lo siguiente:
1.  Como al tomacorriente deben llegar Fase y Neutro con conductor TW ó THW calibre No. 12 AWG. , por lo tanto al "puentear" ambos dispositivos (apagador y tomacorriente) igual debes hacerlo con conductor No. 12 AWG.
2. A sí mismo el conductor R de Retorno, aun que soporta poca carga, por norma del CEN, también debe ser conductor calibre No. 12 AWG.
3. Si quieres conectar más lámparas en paralelo controladas todas con el mismo apagador, simplemente añade dos conductores calibre No. 12 AWG en los puntos indicados en azul claro en el esquema mostrado. Las otras puntas de ambos conductores -obvio- únelas a los tornillos del porta lámparas de las lamparas adicionales.
4. También es recomendable conectar a tierra el tomacorriente, de la forma indicada, con conductor THW # 12 ó 14 AWG, color verde, pero si no lo haces, la instalación funcionará bien.

Nota: En Venezuela el CEN, código Eléctrico Nacional, exige como conductor mínimo para las instalaciones eléctricas residenciales, el calibre # 12 AWG, con aislante TW, THW ó superiores, no obstante para el aterramientos de los tomacorrientes de uso general, puede usarse el calibre # 14 AWG., plenamente identificado con aislante color verde.

Preparado por: Ing. Ovidio Reyes.

RECOMENDACIONES PARA AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA;


RECOMENDACIONES GENERALES PARA AHORRAR ENERGIA ELECTRICA
                                                   Por: Ing. Ovidio Reyes C.I.V.: 45.702
1.-
Sistema de Iluminación
Limpia periódicamente las luminarias, porque la suciedad disminuye el nivel de iluminación de una lámpara
hasta en un 20%.
Apaga las luces que no necesites, como por ejemplo cuando tu personal está en refrigerio.
Evalúa la posibilidad de utilizar luz natural, instalando calaminas transparentes o similares. Aprovecha este
recurso, siempre que te brinde un nivel adecuado de iluminación.
Usa colores claros en las paredes, muros y techos, porque los colores oscuros absorben gran cantidad de
luz y obligan a utilizar más lámparas.
Reemplaza tus fluorescentes T-12 convencionales
de 40 W por fluorescentes delgados de T-8 de 36 W
porque ilumina igual. Este reemplazo significa un ahorro económico de 10% en tu facturación, ya que los T-
8 consumen 4W menos, utilizan los mismos sockets y lo más importante es que cuestan igual.
Independiza  y sectoriza los circuitos de iluminación, esto te ayudará  iluminar sólo los lugares que
necesitas.
Instala superficies reflectoras porque direcciona e incrementa  la iluminación y posibilita la reducción de
lámparas en la luminaria.
Selecciona las lámparas que te suministren los niveles de iluminación requeridos en las normas de acuerdo
al tipo de actividad que desarrolles.
Utiliza balastos electrónicos, porque te permiten ahorrar energía  hasta un 10% y corrige el factor de
potencia, así como incrementa la vida útil de tus fluorescentes.
Evalúa la posibilidad de instalar sensores de presencia, timers y/o dimmers para el control de los sistemas
de iluminación de tu empresa.
Utiliza luminarias apropiadas como las pantallas difusoras con rejillas. No utilices difusores o pantallas
opacas porque generan pérdidas de luz por lo que tendrás que utilizar más lámparas.
2.-
Motores eléctricos
Evita el arranque y la operación simultánea de motores, sobre todo los de mediana y gran capacidad, para
disminuir el valor máximo de la demanda.
Evita la operación en vacío de los motores.
Verifica periódicamente la alineación del motor con la carga impulsada. Una alineación defectuosa puede
incrementar las pérdidas por rozamiento y en caso extremo ocasionar daños mayores en el motor y en la
carga.
Corrige la caída de tensión en los alimentadores. Una tensión reducida en los terminales del motor, genera
un incremento de la corriente, sobre  calentamiento y disminución de su eficiencia. Las normas permiten
una caída de tensión del 5%. Para ellos utiliza conductores correctamente dimensionados.
Balancea la tensión de alimentación en los motores trifásicos de corriente alterna. El desequilibrio entre
fases no debe exceder en ningún caso del 5%, pero mientras menor sea el desbalance, los motores
operarán con mayor eficiencia.
Mantén bien ajustado y en óptimas condiciones el interruptor de arranque de los motores monofásicos de
fase partida. El mal funcionamiento de este accesorio que se emplea para desconectar el devanado de
arranque (y el condensador en los motores de arranque por condensador) provoca un sobre calentamiento
en los conductores ocasionando significativas pérdidas de energía y en caso extremo la falla del motor.
Utiliza arrancadores a tensión reducida en aquellos motores que realicen un número elevado de arranques.
Con esto evitarás un calentamiento excesivo en los conductores y lograrás disminuir las pérdidas durante la
aceleración.
Sustituye en los motores de rotor devanado, los reguladores con resistencias para el control de la velocidad,
por reguladores electrónicos más eficientes, porque las resistencias llegan a consumir hasta un 20% de la
potencia que el motor toma de la red.
Instala equipos de control de la temperatura del aceite de lubricación de cojinetes de motores de gran
capacidad a fin de minimizar las pérdidas por fricción y elevar la eficiencia.
No se recomienda rebobinar los motores más de 2 veces, porque puede variar las características de diseño
del motor, lo cual incrementaría las pérdidas de energía.




3.-
Transformadores
Preocúpate por conocer la carga asociada al transformador para no sobrecargarlo, y así reducir las pérdidas
en el Cobre.
Evita operar transformadores a baja carga (menor al 20%), si es posible redistribuye las cargas.
Revisa el nivel y rigidez dieléctrica del aceite cada 6 meses, con el fin de controlar la capacidad aislante y
refrigerante del mismo.
Realiza una limpieza periódica del transformador es decir superficie del tanque, aletas disipadoras de calor,
bornes, etc.
Mide con frecuencia la temperatura superficial del transformador, ella no debe ser superior a 55ºC, de ser
así, debe revisarse el aceite dieléctrico.
4.-
Sistemas de Bombeo
Revisa los filtros de la bomba. Límpialos con frecuencia para evitar que las obstrucciones ocasionen sobre
cargas que aumenten innecesariamente sus consumo de energía.
Verifica periódicamente que no haya fugas en los empaques interiores. Estas últimas pueden ocasionar
pérdidas de energía.
Revisa toda la instalación de la tubería para verificar que no existan fugas en especial en las uniones de los
tramos de tubería. Los empaques viejos y gastados y las uniones flojas pueden ocasionar fugas las cuales
darán por resultado un mayor consumo eléctrico.
La potencia nominal suministrada por el motor, debe ser igual a la que requiere la bomba para trabajar a su
máxima eficiencia. Si es superior está gastando innecesariamente la energía.
El motor debe estar perfectamente alineado con la bomba y montando sobre una superficie que reduzca las
vibraciones.
Es importante instalar controles automáticos para arrancar y parar el motor de la bomba. Así evitará que
éste último siga consumiendo energía eléctrica cuando la bomba haya dejado de funcionar.
5.-
Sistemas de Refrigeración y Climatización
El empaque de las puertas de los equipos de refrigeración debe permitir el cierre hermético para impedir la
entrada de aire caliente al espacio refrigerado.
Limpia con frecuencia los filtros y los condensadores de los equipos de refrigeración.
En los ambientes climatizados con aire acondicionado o calefacción, asegura el control de la temperatura,
regulando el termostato conveniente.
No exijas mucho frío al aire acondicionado al momento de ponerlo en marcha. No refrescará el ambiente
rápidamente, sólo gastará más energía.
Considera la posibilidad de usar ventiladores eléctricos para mantener un ambiente cómodamente fresco la
mayor parte del tiempo, a una fracción del costo operacional de un equipo de aire acondicionado que es
caro.
6.-
Instalaciones Eléctricas
Los conductores sobre cargados presentan temperaturas superiores a las normales. Esto produce pérdidas por
calentamiento y el riesgo de producirse corto circuitos o incendio; por tal razón recomendamos:
A.-
Revisar la temperatura de operación de los conductores. El calentamiento puede ser causado, entre otras
cosas por el calibre inadecuado de los conductores o por empalmes y conexiones mal efectuados.
B.-
La recomendación anterior se hace extensiva a los tableros de distribución, por tanto debe evitarse sobre
cargar los circuitos derivados del mismo.
C.-
Las conexiones flojas o inadecuadas aumentan las pérdidas de energía. Efectúa un programa periódico de
ajuste de conexiones y limpieza de contactos, borneras, barrajes, etc.
7.-
Compensación de Energía Reactiva
Los transformadores, motores y reactores consumen energía reactiva, la cual puede compensarse mediante
la instalación de bancos de condensadores (de potencia) ó generadores síncronos para mejorar el factor de
potencia.
La compensación de Energía Reactiva tiene los siguientes beneficios:
A.-
Elimina la facturación de energía reactiva.
B.-
Reduce las caídas de tensión
C.-
Reduce las pérdidas por efecto Joule.
D.-
Protege la vida útil de tus instalaciones.



ING. OVIDIO E. REYES ESTEVES C.I.V.: 45.702 * Maracaibo