Grado de dificultad: 2 a 3 (… Más cálculos básicos).

Columnista: Redacción

El presente artículo está necesariamente incompleto: estamos todavía lejos de la situación donde generaremos energía renovable a gran escala.

¿Cuál es el consumo de un hogar?

Un ejemplo típico (en nuestra región)

En el artículo anterior (5.3 – Almacenamiento), vimos una solución de Tesla.

Según está empresa, el consumo diario de un apartamento (¿o es una casa?) es del orden de 20 KW.h, lo cual nos parece enorme.

Pero no tomen nuestra opinión como indiscutible, simplemente miren su factura de luz (aprovechen la situación actual #coronavirus,#cuarentena).

Nota: el valor que aparece es generalmente el total mensual, en KW.h.

Para comparar con el resultado de Tesla, simplemente, dividan por el número de días del mes (resultado promedio).

Una recolección de datos de nuestro vecindario nos arrojó apenas la mitad del valor proclamado por Tesla.

Nos tocó, sin embargo, reconocer que no somos estadounidenses de clase alta. Los hogares que hemos mirado son bogotanos, y de clase media.

Es claro, además, que las condiciones climáticas pueden influir sobre los resultados (calefacción, aire acondicionado).

¿Cómo se calcula el consumo?

Variables y unidades básicas

De nuevo, pueden estar confundidos con las unidades de mediciones que acabamos de usar (¿quién mira realmente su factura eléctrica?)

Así que les daremos un pequeño curso sobre “¿cómo se calcula todo eso?”

En el capítulo 5.1, hemos introducido las variables básicas:

  • Corriente (equivalente del flujo, o corriente, de agua), expresada en Amperios (A)
  • Tensión (o voltaje, equivalente a la presión de agua), expresada en Voltios (V)
Variables y unidades adicionales

A estas dos, hay que añadir una tercera, la potencia, que es “Tensión” multiplicada por “Corriente”, expresada en Vatios (W) (en homenaje a James Watt).

Como lo indica su nombre, es la que describe el esfuerzo de un motor eléctrico (o de cualquier otro dispositivo eléctrico). Es una noción más conocida e intuitiva.

En el capítulo 5.3, introducimos la capacidad (de una batería), expresada en Amperios horas (A.h).

Este valor permite visualizar el tiempo que puede aguantar una batería que alimenta una “carga”.

Un ejemplo sencillo, es una batería de 100 A.h (una robusta batería de automóvil) que alimenta una carga que consume un amperio.

Esta batería duraría 100 horas (o 10 horas para una corriente de 10 amperios, o 1 hora para una corriente de 100 amperios)

Se definió, luego, la energía, expresada en Watios hora (W.h). Es el consumo eléctrico de una potencia durante un cierto tiempo.

Una plancha de 1000 Vatios (plancha relativamente pequeña) utilizada a plena potencia durante una hora, consume 1000 W.h (2000 durante 2 horas, etc.)

Nota: El manejo de unidades y de variables puede presentar dificultades para muchos. No duden en revisar estas nociones hasta que les parezcan más familiares.

Lo que consume energía en una casa

Hemos tomado el ejemplo de la plancha, porque se trata de uno de los consumos más relevantes en un hogar.

Otros grandes consumidores son: una lavadora, una nevera, un horno eléctrico, una estufa (todos superan un Kilovatio de potencia).

En el consumo diario de un hogar, son los que contribuyen más.

Claramente, cuando se trata de energía renovable, no empezaremos por estos…

Por cierto, la plancha es un ejemplo representativo de gestión de consumo:

Tradicionalmente, se solía planchar todo, y era un consumidor de tiempo, además de energía.

¿Cuáles elementos piensan que requieren planchado? No contestaremos a esta pregunta, la respuesta le corresponde a cada uno.

Ahora que hemos fijado la meta, varias decisiones, mediciones, y varios cálculos nos esperan en nuestra construcción de un hogar energéticamente autónomo.

Estrategias para cambiar

Empecemos por el alumbrado

La idea inicial sería “sectorizar”, AKA empezar por un cuarto con poco consumo y fácil de aislar.

Es más fácil empezar con elementos que consumen poca energía. Para eso, la luz es un bien punto de partida.

Si su hogar está “al día”, suponemos que su alumbrado es enteramente con bombillos LED. Si no, aquí está su primera tarea (ya es tarde).

La naturaleza DC de las energías renovables es una noción sobre la cual no hemos insistido hasta ahora.

Resulta que los LEDs de los bombillos son, por esencia, DC.

Funcionan con la energía comercial (AC) porque los bombillos están equipados de un convertidor AC/DC …

… Elemento que sube notablemente el precio del bombillo.

Si el bombillo es del tipo siguiente:

El convertidor estará integrado y hay poco que se pueda hacer sin intervención pesada (desarmar el bombillo y recuperar su corona de LEDs).

Por cierto, cuando uno de estos bombillos se daña, es muy probablemente porque su convertidor se dañó. Los nerdos pueden estar interesados en recuperar los LEDs que contiene.

Si el bombillo es como el siguiente:

Panel de alumbrado LED - Origen desconocido

Es decir, con un convertidor externo, será mucho más fácil.

El voltaje requerido será del orden de 24 o 48 voltios (no estamos seguro de que sea normalizado).

¿Cuál voltaje?

Este voltaje requiere más de una batería para conseguirse: las baterías de automóvil son de 12 voltios.

Para obtener 48 Voltios, serían cuatro baterías “en serie” (borne negativo de una, conectado al borne positivo de la siguiente).

Banco de batería 48 voltios - Diagrama por TMN

Un aspecto interesante de este montaje es que da acceso a 4 valores de energía DC: 12, 24, 36 y 48 V (según los puntos de acceso en las baterías).

Se conocen ya ciertos voltajes útiles, aparte del alumbrado:

  • USB tiene una alimentación DC de 5 Voltios,
  • Los cargadores de baterías (tipo AA y AAA) desaparecerían, reemplazados por unos voltajes múltiples de 1,5 Voltios.
  • Muchos equipos electrónicos usan también 12, 18 y 24 Voltios (los computadores y los televisores, por ejemplo).

Lo anterior significa que, en un futuro todavía lejano, podríamos tener equipos con conexiones y voltajes normalizados.

Muchos de los convertidores AC-DC desaparecerían o serían reemplazados por un convertidor único a la entrada de la casa (que sería alimentada en DC).

Nota: la única duda sería sobre los motores (lavadora, aspiradora, refrigerador, taladro, por ejemplo), que parecen más prácticos en AC.

Cambios en nuestra forma de consumir

Nota: este subcapítulo es prospectivo. Las ideas presentadas podrían tomar un tiempo considerable en aparecer (o no).

De un punto de vista práctico, pasar de AC a DC volverá nuestras instalaciones eléctricas mucho menos peligrosas que ahora.

Al generar nuestra propia energía, nuestra forma de consumirla cambiará mucho: nos volveremos mucho más responsables.

Es la razón por la cual no podemos esperar que las electrificadoras nos ayuden a esta transición.

Tan pronto las nuevas energías aparezcan en los hogares, nuestro consumo convencional (red pública de energía) bajará drásticamente.

Es un efecto inevitable, que estas empresas ya han identificado.

El paso siguiente será preguntarnos qué haremos con el sobrante de energía que produciremos.

Es una pregunta que promete ser interesante y difícil: descubriremos el significado real de la palabra “comunidad”.

¿Existe tal cosa? Esa es la cuestión.

En nuestro próximo artículo, nos interesaremos en los efectos que tendrá esta evolución sobre la noción de energía comercial.

Parte 5.3

Energías renovables 5.4 – Consumo

Parte 6.1
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