Bienvenido(a) a Crisis Energética, Anonymous Jueves, 25 Julio 2024 @ 16:06 CEST

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Uso correcto de la Corriente Directa

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mockba

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Hola a todos, sólo abro este hilo para recolpilar opiniones acerca de qué forma de energía electrica es más práctica para nuestros fines domésticos, DC ó CA. Sobre todo si se trata del uso de fotoceldas o mini-eólicos a nivel casero.

Es obvio que la corriente alterna es la que llega a nuestros contactos, al menos para los que estamos conectados a la red pública de electrícidad, pero esto es debido a las ventajas que representa la modulación senoidal de la electricidad para el transporte de energía a través de conductores eléctricos contra la corriente directa. Pero a decir verdad, casi todos los dispositivos que utilizamos en nuestras casas requieren de diversas señales de corriente directa para funcionar.

Todos los aparatos electrónicos como televisiones, pantallas de computadora, computadoras y laptops, impresoras, modems de comunicación, teléfonos y faxes, reproductores de dvd, estéreos y amplificadores de audio... etc. tienen incorporada una fuente de voltaje como primera etapa por la cual pasa la corriente alterna para ser procesada y adecuada para el buen funcionamiento del aparato que queremos utilizar, a este proceso se le llama rectificación. Esto en sí, representa una pérdida de energía.

Para los motores de las lavadoras, los ventiladores, aires acondicionados y frigoríficos es otro asunto... pero también existen versiones CD para estos aparatos, o al menos podrían existir.

A distancias cortas, no es necesaria la modulación senoidal cuyo procesamiento casero a través de circuitos inversores también requiere una pérdida de energía.

En el caso de utilizar celdas fotovoltáicas por ejemplo, para cargar baterías a través de un controlador de carga (que tambien consume energía) y después utilizar la corriente directa de la batería para tranformarla de CD a CA a través de un inversor (que tambien consume energía), para luego hacerla pasar por las fuentes de los aparatos diseñados para ser conectados a una red de suministro de CA existen muchas etapas de proceso de señal antes de vardaderamente utilizar la energía generada por la fotocelda y en cada etapa un cosnumo considerado como pérdida además de la pérdida natural de cada etapa de circuito (recordemos que ningun circuito electrico o electrónico, así como cualquier máquina, no puede transferir el 100% de la energía de una etapa a otra).

Por motivos y ejemplos similares a lo mencionado anteriormente, llego a la conclusión de que en vez de utilizar muchas etapas de procesamiento de la señal adquirida a través de celdas fotovoltáicas o sistemas minieólicos sólo se utilize un etapa similar a la de control de carga pero para administrar directamente el uso de la energía de forma dinámica, y en dado caso de requerir de baterías, la energía almacenada en estas se utilize expresamente en corriente directa y evitar el uso de inversores y de fuentes rectificadoras tratando de alimentar cargas nativas de alimentación de corriente directa.

Este tipo de temas corresponden a una rama de la electrónica llamada electrónica de potencia y extsite una variedad interesante de métodos para la conmutación, distribución y control de la potencia electrica.

Saludos...



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jprebo

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No entiendo para qué preguntas si al final te respondes tu mismo, cada caso a de ser en función de las caracteristicas, hay labadoras, frigorificos etc que funcionan no solo con AC si no que ademas se adaptan a la tensión que precises (12V o 24V), pero compara el precio de una normal de DC 220v 50Hz y los anteriores, a veces no solo está en mirar la eficiencia energética y ganar un 20% mas de rendimiento, hay que mirar tambien el bolsillo, si un convertidor (ondulador) se amortiza por que no has de cambiar de electrodomesticos entonces ¿no crees que merece la pena ampliar en un 20% la instalación y compensar esas perdidas?. La AC tiene sus mayores ventajas al ser facilmente transformable en la tensión que precises con solo un transformador, los cuales no sirven para CC y como al incrementar la tensión, reduces la intensidad, el cable de transporte se reduce considerablemente y nos podemos imaginar cuantos cientos de miles de kilometros hay de tendido electrico de alta tensión. Ahora bien, para una casa aislada con sistema FV o eolico, puede ser muy interesante la adquisición de aparatos a 12V continua y ahorrar perdidas.

Todo depende de donde y como aplicar esa energía electrica.









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mockba

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Por jprebo:
No entiendo para qué preguntas si al final te respondes tu mismo


Simple, no pregunto... pido opiniones y tú has dado una... gracias.

Por jprebo:
La AC tiene sus mayores ventajas al ser facilmente transformable en la tensión que precises con solo un transformador, los cuales no sirven para CC


Así es jprebo, eso lo sé, pero tanto para la corriente alterna como para la directa existen muchas formas de regulación a través de dispositivos de conmutación electrónica. Los transistores BJT son muy simples de utilizar por ejemplo y brindan velocidades de conmutación hasta de unos 10Khz, es muy fácil diseñar circuitos de disparo para controlar la conmutación de voltajes de CD de baja y mediana potencia (entre 300 y 2000 W). De hecho si trabajas con equipo electrónico para hacer tus pruebas z-pinch, talvés conoces cómo funciona una fuente conmutada, como las que llevan las computadoras... generalmente funcionan con alguno de los diferentes tipo de sistema PWM (Pulse Wide Modulation, o modulación por ancho de pulso), un tema muy interesante para el control de precisión de potencia para voltajes de CD.

Entonces, una de las cosas que se me ocurre en primera instancia, es utilizar algunas de las técnicas de conmutación electrónica de potencia para utilizar manera dinámica y en el instante la energía generada por una fotocelda por ejemplo; sin pasar por control de carga de batería, después por una fase de inversor (u ondulador como lo llamas) y luego por otra fase de rectificación dentro del sistema al que se administra la energía.

Antes de adentrarme en hablar de electrodomésticos de CD, me gustaría comentar que me interesa diseñar un equipo electrónico de potencia que pueda suministrar la energía eléctrica producida por una o varias fotoceldas de manera automática a una serie de tareas pre-programadas, como la carga de algunas baterías para equipos portátiles, el calentamiento de agua de uso doméstico, el bombeo de agua doméstico. Similar o igual a un PLC.

Saludos...



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Amon_Ra

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Creo que ya se saco el tema en otra ocasion pero es igual.
Ya Jprevo te da la explicacion y hoy justamente e comprado una bomba nueva para mi casa.
Cuando empeze a vivir en dicha casa solo tenia una pequeña placa de 33W/pico que por una insolacion media de 7 horas media anual podia producir aproximadamente 33X 7=231 watios dia si restamos rendimiento de baterias de acumulacion y posibles caidas de tension en la red interna escasamente 200W dia pues asi estubimos durante unos meses hasta que el bolsillo de un proletario consiguio ahorrar los 700E que costaban dos placas de 65W pico,.

Mientras tanto con alumbrado de tubos y las reactancias electronicas que usan teniamos para el alumbrado y un aparato de radio algun rato y aunque ya se hicieron chistes de los bajos consumos en otros hilos pudiera ser que los chistes los haga yo ahora que en España enpiezan a hablar de subir los precios en razon de los consumos osease .
Ahora que todo el mundo esta dependiente ya de consumos de mas de 5000W quien se pase lo pagara vease noticias del sector.
Y solo con el alumbrado y la radio se vivio pero como cualquier ser humano se quiere vivir mejor y al instalar dos placas mas ya se podia bombear el agua a un deposito que luego la metia por altura en el circuito de la casa previamente se hacia a cubos y cuerda o con una bomba de gasolina para llenarlo mas adelante se instalo una bomba de 12v que llenaba el deposito pero los 70w de ella solo lo llenaban no daba presion suficiente para calentadores de gas o paneles solares termicos la altura de dos plantas mas el deposito su caudal era minimo pero en 12v lo mas potente que se encontraba eran 85w marca surfloob made in usa pues quien gasta esas cosas bombas de agua de 12 voltios. existian televisores de 12 v si pero costaban 300E y uno de 220v costaba 120 a 150E puequeño si nada de pantallas planas ni moderneces puro tubo pues para las mierdas que ponen y solo ver las noticias manipuladoras de opinion y algun reportaje sobra.
Claro para dicho televisor hacia falta un convertidor por lo menos de 200w pues vale ese malillo oferta 80 a 90 E y mientras la mayoria en la web no saben como consumir menos yo cada dia consumo mas hoy con 459 watios pico por 7horas podrian ser 3220w/dia menos un diez de rendimiento de bateria salrededor de los 2800w/dia.
Y asi asi poco a poco no conozco las facturas de la compañia electrica solo las de compra de placas inversores acumuladores etc etc.
Con un convertidor ondulador como lo llamas de solo 1500W va la lavadora automatica con centrifugado y el agua caliente le entra si quiero del sol,pero en invierno la insolacion es menor y los paneles termicos no dan suficiente en estas fechas con lo que o se calienta el agua a gas en la cocina o en un caldero en la chimenea a leña o en un calentador a gas, las dos primeras ya se hacen hoy, con la bomba de 220V 450W tendremos presion y caudal suficiente para hacer funcionar el calentador a gas si se quiere o forzar los paneles si hace falta sino es un sistema de termosifon pero al no tener suficiente altura la casa no tiene presion y no se puede regular la temperatura del agua pues bien una bomba con presostato de 220v puequeña 210E de un cuarto de CV o medio cv en CC no se encuentran en el mercado y lo que hay esta por mas de 500E como el inversor modulador ya se tiene elige.
Los electrodomesticos y aparataje electrico tienen un coste por las grandes series de produccion que tienen los que no se usan porque nadie los pide sus demandas son escasas con lo que su precio se dispara el rendimiento de un convertidor esta entre los 85% en los economicos onda sinusiudal modificada a los 95 98 de los de sinusiudal pura pero entre estos las diferencias son tambien altas a nivel de precios esa diferencia de rendimientos como bien te explica el compañero Jprevo.
Trabaje hace años como proyectista de sistemas solares y hoy en dia realizo alguna instalacion pequeña por mi cuenta con osea es la teoria fisica los rendimientos de los materiales las maravillas de la tecnica y otra muy distinta el mercado este es mucho mas complejo casi que el puramente tecnico casi todo estudiante o cursillo ve las complejidades tecnicas y sus problemas un
gabinete de proyectacion que se relaciona con clientes reales debe de saber discutir las tecnicas como cualquier profesional del ramo que sea y vencer en el mercado y esto ya es mas complicado.
Una pila de combustible existe como acumulador electrico y uno de plomo acido tambien pero su diferencia de precio a igualdad de potencia es de 1/5000 es un problema tecnico ?NO pero no se vende ni uno de hidrogeno y diariamente miles de plomo OFF course.
Todo tiene sus pros y contras la alimentacion de todo a 12v o 24v no tiene perdidas por rendimientos de convertidor modulador es cierto pero calcula el peso de todo el cobre que se utilizaria en una instalacion a 12V o 24v con los amperajes correspondientes a las potencias exigidas y valoralo yo tube que doblar en anillo la instalacion de esta casa en su inicio pues la instalacion la realizaria un tira cables sin puñetera idea de lo que es trabajar con amperajes a 12v de la relacion entre amperaje y seccion vamos ni pajolera idea la caida de tension solo en lineacon un consumo de dos tubos de 36W era de 1/2 voltio hoy es casi cero,mas o menos hace muchos años de esto

Esto es solo un pequeño ejemplo la realidad del mercado es muchisimo mas compleja y todos los dias estan saliendo cosas nuevas mejoras de rendimiento costes y los pros y contras las conoce el que esta todos los dias peleando con estos datos pues la solucion que ayer no era competitiva puede serlo hoy y asi en continuo cambio y cada proyecto pequeño o grande cambia en razon de todo esto de un dia para otro en constante mejora como todos los ramos tecnicos.



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wind

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Ahora mismo mi pc está siendo alimentado directamente a 12V, con un convertidor PWM que los eleva a 19Vcc que es lo que requiere el PC, asi consumo 35W de media, antes ya consumia solo 7W en el inversor senoidal, ya que los inversores tienen un autoconsumo de unos 6 o 7W dependiendo de la potencia puede ser mayor.

Parte de la iluminación también la alimento en CC, con rendimientos mayores, unos ventiladores también los alimento en CC, con un rendimiento un 50% superior a sus equivalentes en AC 50Hz 230Vca.

Si te instala la instalación un instalador normal, aunque sea instalador solar, casi seguro que fracassas, por el motivo que comenta Amon, por ejemplo, para mi PC tengo una linea de 6mm2 en cobre, y aún tengo una Cdt del 5%... una linea de 6mm2 en 230Vca puede manejar facilmente 4,5Kw, en 12Vdc y los 20m de cable que tengo necessito para 35W (de media, hay picos de mas y menos) 6mm2 para que funcione acceptablemente. por lo que un instalador convencional lo mas probable es que me ubiera puesto 1,5mm2, cosa que provocaria que no funcionara... igual suele passar con la iluminación CC, se dimensiona erroneamente las secciones, y da problemas.

Resumiendo, yo en mi casa todo lo que puedo lo hago funcionar en CC, es normalmente más eficiente dependiendo de cada equipo, pero si a un cliente le tengo que proyectar una instalación autonoma FV le diseño todo en CA con un inversor, ya que así los repuestos de la instalación (lamparas bajo consumo, electrodomesticos...) se encuentran en qualquier sitio y a precios bajos.

Saludos

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Amon_Ra

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Antes de adentrarme en hablar de electrodomésticos de CD, me gustaría comentar que me interesa diseñar un equipo electrónico de potencia que pueda suministrar la energía eléctrica producida por una o varias fotoceldas de manera automática a una serie de tareas pre-programadas, como la carga de algunas baterías para equipos portátiles, el calentamiento de agua de uso doméstico, el bombeo de agua doméstico. Similar o igual a un PLC.

Saludos...[/QUOTE]
Perdon Mokwa e leido esta parte con mas detenimiento y a parte de no entender bien que quieres decir con PLC.
Tampoco entiendo exactamente lo que te gustaria diseñar dado que la carga de baterias para equipos portatiles pues bien consumo? pero el bombeo domestico o presion de red aqui en España minimo 1,5Kg/cm2 por que caudal vamos a la tabla de potencia necesaria para cubrir esas necesidades de caudal X y presion dada y nos dara su potencia en CC o CA.
Pero el calentar el agua domestica con FOTOCELDAS como llamas te ruego antes de planteartelo veas la potencia y el coste de una fotocelda la energia que da la transformas en KW y esos en calorias termicas y veras el susto que te da.

Perdon pero producir calor con fotovoltaica es la mayor aberracion energetica que se te puede ocurrir.
O quizas entendi mal la idea.



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mockba

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Amon_Ra, gracias por mencionar la extremedamente baja taza de producción de calor eléctrico a base de fotoceldas, ya lo he calculado y sé que en verdad es poco. Pero trataré de der claro esta vez en cuanto a los detalles que expones.

Estudio las posibilidades que tienen los sistemas electrónicos de potencia en combinación con sistemas digitales de automatización y control programable (PLC) para administrar la energía fotovoltáica de manera dinámica, es decir, en el momento que se está produciendo la energía entregarla lo más íntegra posible a una tarea predeterminada.

El propósito de este sistema electrónico, es aprovechar la energía fotovoltáica sin inversores y sin bancos de acumuladores preferentemente para reducir las pérdidas por procesos de señal. El sistema de control (una pequeña computadora digital programable) debe tener la capacidad de medir en todo momento cuanta potencia eléctrica estan suministrando los páneles fotovoltáicos en un instante determinado y al mismo tiempo atendiendo una serie de tareas programadas con un rango de prioridad asignada a cada tarea.

Por Amon_Ra:
yo cada dia consumo mas hoy con 459 watios pico por 7horas podrian ser 3220w/dia menos un diez de rendimiento de bateria salrededor de los 2800w/dia

De la forma que menciono, si se cuenta con una potencia de 3220w/día, el dispositivo tratará de optimizarla al máximo.

Las principales desventajas que presentaría este sistema contra la forma convencional de usar la energía fotovoltáica es que no tendremos reservas para las horas sin sol y que no podríamos utilizar sistemas electrodomésticos convencionales al no tener la versatilidad y flexibilidad que proporciona el proceso de inversión (modulación senoidal).

Pero por otra parte, se gana cierto aumento en el rendimiento de la utilización de la energía producida a través de los páneles, se puede abaratar mucho el sistema al no tener que comprar acumuladores y parte del equipo electrónico y reemplazar el costo de este por más páneles fotovoltáicos, es decir, en vez de gastar en equipo de procesamiento y acumulación puedo gastar en más potencia.

Sólo para hacer un pequeño ejemplo, me basaré en los costos a los cuales yo tengo que enfrentar en México para dasglosar mi punto aquí.

Fotocelda GEPV-72 72 watts, 12 vdc, PC $550.00
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Inversor 0.5 kva-12 vdc entrada, 120 vac 60 hz salida $435.00
Baterìas 12 volts, 100 amp-hr y 23 kgs. $135.00
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Xantrex C12 12 volts y 12 amp, controlador de carga $121.00
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Con el dinero que me cuesta en inversor y el banco de acumuladores puedo comprar otra celda igual de 72 watts y obtener una potencia de hasta 144 Watts fotovoltáicos o mejor aun comprar una KC-175 175 watts, 24 vdc, PC a $1,100.00.

También me llama mucho la atención los costos del equipo electrónico de control de carga y de inversores cuando se trata de equipos de fotovoltáicos de mayor potencia, sólo hay que checar los precios... obviamente mientras más potencia se maneja, muchisimo más caro es el equipo electrónico también. Y ni hablar de los bancos de acumuladores.

Saludos...



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jacmp

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¡¡¡Administrador!!! El mensaje de Amon_Ra está mal construido y provoca que esta página salga defectuosa (creo que le falta cerrar un QUOTE)

Un saludete

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Amon_Ra

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Ahora si que te entiendo Mokwa pero esa funcion que tu intentas diseñar con sistemas informaticos de automatizacion o diriamos domotica aplicada a la poteccia que nos llega hay dos caminos.
El primero es reducir la autonomia del sistema osease la capacidad de los acumuladores para reducir su coste y reinvertirlo en placas dichos ahorros pero como dependera de la zona y su frecuencia de insolacion esto nos dara un factor limitante siempre la funcion de deposito es vital sino tienes red y si tienes red el coste de la electricidad por los medios clasicos es infinitamente mas barata no lo es tanto si incluimos el coste de las infraestructuras de dichas redes pero teniendolas ya ,a costes de España en el año 86 a partir de los 500 metros de las lineas ya era competitiva la fotovoltaica pues el coste de dichas lineas y el coste de la electricidad se igualaban y cuanto menos era el consumo mas rentable.
Claro un sistema que no pueda utilizar electrodomesticos clasicos al precio que van los no clasicos no amortiza ni es competitivo .
Aparte de noche que hariamos como los animales del bosque cuando se acaba el sol a dormir se puede hacer claro pero hace muchisimos años que el ser humano vive de noche y el cambio seria un tanto grave y radical no crees.
El otro camino es el que yo utilizo cuando el sistema fotovoltaico tiene llenas las baterias el regulador corta y no da mas carga y solo las mantiene en su nivel maximo pues bien para no perder esta energia conecto programadores de tiempo o interruptores programables en las funciones que da igual a que hora se hagan osea si la lavadora la programo a las dos de la tarde esta arrancara a las dos de la tarde y trabajara con la energia casi directa de los paneles pues los acumuladores estan llenos asi mismo el deposito de agua fria del tejado se llenara si tiene falta de agua los sistemas de riego o trasvases de agua el congelador si es electrico y no de gas y todas las funciones que se necesiten hacer dando igual su hora pero lo hago con interuptores programables que me cuestan 8 E algunos y otros mas sofisticados algo mas lo que si que seria interesante y no lo conozco seria un programa informatico libre
y casi sistema de inteligencia artificial acoplado al portatitil y a sus puertos que activara y administrara la potencia de entrada el nivel de carga de baterias las diferentes tareas posibles a descargar esta energia que en epocas del año te sobra y no puedes almacenar.
Dado que la correcta y bien dimensionada instalacion fotovoltaica deberia y debe de proporcionar durante todo el arco del año las necesidades de proyecto,
pero dado que las condiciones climaticas son muy diferentes de un sitio o otro no es facil en el mundo real dado los usos y constumbres del ser humano actual adaptarse un poco solo a los horarios de los animamales salvajes o las plantas que funcionan con dichos horarios no a aparecido en esta web dado que la mayoria son urbanitas yesto les parecera chino la naturaleza sigue viva de noche e invierno pero hace otras funciones sin necesidad de energia del sol como los arboles que invernan o necesitan tantas horas de frio como el cerezo para dar frutos y observamos que zonas que hace años producian cerezas la calidad es peor o no dan ya la floracion se adelanta y flores que en invierno no existen se estan dando ya todo esto se observa en la naturaleza y aquellos que vivimos en el campo vemos cada dia, nunca en mi zona las abejas salieron en diciembre pues hay dias que las e visto cuando no les toca salir hasta finales de enero principios de febrero por la floracion del almendro y muchos cambios mas.
Esta deformacion a sido totalmente reforzada en el planeta gracias a la energia barata que hasta ahora a disfrutado la humanidad pero que habria que plantearse si sera posible mantener en un escenario de baja o poca energia.
Lo mismo que todos aquellos que hablan maravillas de la fotovoltaica o eolica conectada a red y cobran los beneficios de sus inversiones logicamente no nombran nunca que sus sistemas solo funcionan como apoyo a los sistemas convencionales pero un aumento de consumo social lleva aparejado unas inversiones en las mismas potencias en convencionales pues esta sociedad industrial necesita la energia en cualquier momento sin fallos y barata sino se para que sera al final lo que pasara como vemos en paises que ya no pueden mantener su factura de compra al exterior de dicha energia y que a medida que se encarezca apareceran mas y mas paises y zonas con dicho problema.
Los rendimientos son inportantes pero estan limitados por sus costes de que me sirve un alto rendimiento tecnologico si su coste no es rentable energeticamente o economicamente.
A veces es mas rentable a todos los niveles invernar y dar mas y mejores cerezas.
Pero podemos drogar al arbol y forzarlo a parar su savia aunque el save que a tal temperatura lo que debe de hacer es dormir y mantener sus funciones vitales bajo minimos.
Me e desviado del tema pero recuerda el mejor rendimiento energetico es el que no usa energia el que la usa cuando la tiene y descansa cuando no la tiene millones de años a sido asi la vida hasta que llego la civilizacion industrial y metio la logica del maquinismo tan repetida en la web pero este maquinismo solo funciona con energia y este sistema solo sabe funcionar si la tiene como te comente antes.



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jprebo

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Mocka, como bien dice Amon Ra, complicas demasido el planteamiento para obtener un incremento de rendimiento del orden del 15-20% con sistema informatizados para que al caer la noche te encuentres como los buhos, agudizando la vista, yo ni me plantearia ese sistema que propones y mucho menos calentar agua con energía FV dado que un panel termico autoconstruido o comprado supera facilmente un rendimiento del 50%, muy superior a uno de FV de 15-18% sin contar perdidas de conversión a calor.

No estaría mal que las luces fuesen con CC ya que la instalación electrica no requiere de grandes diametros de cables, pueden servir los mismos que para AC si usas luces de bajo consumo y dicha instalación siempre es independiente de los enchufes, esto coseguiria que el rendimiento en alumbrado fuese mayor que si tienes que transformar tambien esa energía y creo recordar que solo el alumbrado se lleva entre el 15% y el 20% del consumo electrico de una vivienda normal. Los demas enseres es complicarse demasiado para tan poco y tan caro.









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mockba

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Definitivamente creo que tienen razón en decir que el sistema no sea adecuado para uso doméstico propiamente hablando, pero lo que si puedo decir, es que no es más complicado que los sistemas actuales desde el punto de vista técnico de la electrónica. Gracias Amon_Ra, por la explicación de la relación entre la energía y el descanzo, me haces recordar mi verdadera forma de pensar... sólo que el tema de este hilo y los analisis que trato de hacer a partir de los comentarios se enfocan en mi carrera profesional y la necesidad que tengo de pensar bien los temas que podría incluir en mi tesis de titulación o proyecto final. Utilizar la electrónica y combinarla con el tema de la eficiéncia energética es más importante para mí que tratar de construir un robotito de juguete como con el que se han titulado muchos en mi universidad.

jprebo, me permito hacer una corrección a tu último comentario. No tiene relamente nada que ver el sistema que propongo con algo relacionado a la informática, ya que hablamos específicamente de sistemas electrónicos de potencia, sólo son sistemas de control de ciclo cerrado no más complicados que diseñar un inversor o un sistema regulador de conmutación de 10kHz a transistores, sólo se requieren unos cuantos componentes y los costos no son muy elevados, a menos que sean dispositivos de comutación de potencia a diamante, que soportan conmutación de altas potencias y a altísimas frecuencias.

La computadora de control no tiene que ser un sistema digital capaz de cargar un sistema operativo ni nada por el estilo, es un simple circuito digital que puede ser construido con unos cuantos componentes electrónicos de bajo costo y talvés unas cuantas horas de programación en lenguaje máquina o ensamblador.

Pero en general, y tratando de buscar utilizades "reales" al sistema que propongo, sobre todo a Amon_Ra y a Petro si se llega a aparecer por aquí, que son los que tienen algo de tiempo usando fotovoltáicas, la pregunta es, ¿Qué tan cara es una bomba para agua de CC con respecto a una común de CA para usarla con placas fotovoltáicas?

Gracias por sus comentarios, me sirven para no enterrame en una idea que podría ser totalmente equivocada... les recuerdo que sólo busco opiniones y si es posible hasta ideas para aplicar placas fotovoltáicas de la forma más optimizada posible puesto su elevado costo y relativa baja productividad de electridad.

Por cierto, gracias por arreglar la páguina desconfigurada...

Saludos...



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wind

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En mi caso llevo unos 6 años con la FV, el sistema que he ideado para aprovechar los exedentes, controlado por un microcontrolador PIC de la Microchip, consiste en un circuito diurno, cuando el sistema entra en fase de flotación, da la orden (5Vcc) a través de una manguera de señal, conectando los diferentes réles (de estado sólido, con un mosfet N).

Luego cuando tengo aparatos a bateria que recargar, como taladros o pilas, los dejo enchufados a los enchufes que tengo destinados como circuito diurno, de forma que aunque no esté nadie en casa, ellos ya se recargan automaticamente con los excedentes de energia que hay, si los hay.

Creo que es lo mas similar a lo que tu dices, pero de las baterias no te libras, ya que por la noche es cuando mas demanda tiene el sistema (ya que en mi caso es exclusivamente de iluminación y PC).

Saludos

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mockba

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Por Amon_Ra:
Todo tiene sus pros y contras la alimentacion de todo a 12v o 24v no tiene perdidas por rendimientos de convertidor modulador es cierto pero calcula el peso de todo el cobre que se utilizaria en una instalacion a 12V o 24v con los amperajes correspondientes a las potencias exigidas

Gracias Amon_Ra, esa es una muy buena razón para seguir utilizando voltajes del orden de los 120V o 240V... pero esto es relativo, ya que de igual manera se puede utilizar conmutación de potencia en voltajes CD a 120V o 240V o más eliminando así los elevados amperajes. Claro, esto representaría nuevamente la inflexibilidad en cuanto al uso de aparatos comerciales de 12V y 24V.

Amon_Ra, aprovechando que mencionas el hecho que tanto se ha discutido en el foro de que existen muchas actividades sobrantes a las necesidades humanas como ver la TV y esas cosas, podríamos remontarnos sólo a alimentar sistemas de soporte vital para las infraestructuras de vivienda. Es decir, olvidemos el exceso energético para alimentar televisiones, amplificadores de audio sobrados en potencia para escuchar música, el arbolito de navidad, video juegos, etc.

Podemos remontarnos a las actividades específicas que nos permiten vivir bien, la iluminación, el bombeo de agua, un radio comunicador de onda corta y un radio receptor son 4 cosas que podrían estar en una lista de cosas útiles.

Amon_Ra, una pregunta, las bombas de 12V que mencionas ¿son muy caras?, ¿qué tanta altura alcanzan?...

windguru, es algo similar a lo que mencionas, definitivamente, pero a mi forma de ver, no es lo mismo controlar la carga de unas cuantas baterías portátiles a un banco de acumuladores del cual vas a alimentar una casa entera. Sin embargo, en vez de utilizar baterías para almacenar la electricidad producida por las fotoceldas en forma química, me gustaría almacenar la energía en forma de trabajo almacenado, o en forma de algun producto... o algo así, talvés mi error está en el planteamiento principal... lo que menciono podría ser más bien como para una aplicación de producción que para uso doméstico. Mientras haya sol, se está almacenando energía en forma de productos o servicios, sin embargo no hé planteado bien cuales serían éstos... pienso que es ahí donde no me he podido explicar.

Saludos...



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yirda

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La verdad es que al común de los mortales (el pueblo) entre los que me encuentro, carecemos de la mínima preparación técnica para entender vuestros comentarios.
Así que por mucho que trato de entenderos termino con la cabeza caliente y los pies frios. Ni papa.

El caso es que yo quiero poner fotovoltáicas en mi casa. Solo puedo hablar de la pasta que me cuesta que es mucha y por eso aún no he podido hacerlo y lo único que puedo hacer cuando tenga la pasta es rogar a Dios como en tantas otras cosas, que encuentre una empresa seria y honesta que me aconseje lo mejor.
He estado 18 meses sin calentador de agua, pero hace unas semanas ya no podía aguantar más, especialmente mis oidos comenzaban a dolerme, donde vivo el agua está helada y busqué un calentador de energía solar, el presupuesto para el mínimo fué de 2.500 €, con gran dolor me tuve que conformar con uno de gas de 200 €.

Yo siempre me digo: hay que ver con la gente tan entendida que hay en este foro podrían hablar en cristiano para gente como yo y proporcionarnos un esquema de una instalación y coste aproximado para que nosotros sepamos más o menos que exigir a cualquier empresa. A gente como yo nos pueden instalar cualquier cosa, no diferenciamos una placa fotovoltáica de hace 10 años de una actual y cosas así, ni entendemos de celdas, de voltios de watios y toda esa gerja por más que lo intento.
Por otro lado, no se cuando podré hacerlo, pero si alguno de vosotros trabajais cerca de Alicante en instalaciones de este tipo, os pediría vuestros datos de contacto para cuando pueda, dirigirme a vosotros, en la seguridad de que me atendereis honestamente.
Saludos,

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wind

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No soy Amon pero te respondo...

cita
pero esto es relativo, ya que de igual manera se puede utilizar conmutación de potencia en voltajes CD a 120V o 240V
fin de cita

Yo utilizo unos convertidores CC-CC que transforman de 12V a 250Vcc, con un rendimiento superior al 95%, con ellos se puede alimentar sin problemas y con gran rendimiento a todas las lamparas de bajo consumo del mercado, a reactancias electronicas de los tubos flourescentes y a qualquier aparato que sea alimentado con una fuente de alimentación conmutada, ya que la primera etapa de una fuente de alimentación conmutada es siempre transformar los 230Vca de la red a 320Vcc mediante un puente de diodos, pero con 250Vcc funciona igual, asi eliminamos todo consumo debido a la energia reactiva de estos aparatos.
Estos convertidores son muy pequeños, duraderos y economicos (unos 25€), aunque hay que fabricarselos uno mismo.

Para las actividades que nombras, iluminación, un receptor de radio (ideal uno de coche, yo lo utilizo, a 12Vcc, asi te ahorras perdidas del convertidor, y suenan mejor que las radios convencionales), y la bomba que puedes utilizarla con el sistema que nombro en mi anterior post, o sea, cuando hay excedentes, metiendo el agua en un buen depósito para agua potable (unos 240€ para 1000 litros), tienes suficiente con un sistema con 160Wp de generador y una capacidad de almacenamiento a 12Vcc de unos 300Ah , si te lo instalas tu mismo puede salirte por unos 1.200€.
Pero perparate a ser llamado primitivo, antisistema, hombre de las cavernas... Almenos hasta que la corriente de red no esté a su precio real, el real de verdad, incluyendo el tratamiento de cánceres y la reforestación de los bosques quemados por los chispasos de las lineas y la lluvia ácida de las limpias plantas térmicas de carbón limpio. (Creo que eres del otro lado del ''charco'', sinó una vuelta por la comarca catalana del Berguedá permite ver las maravillas de una central térmica, creo que quemava lignito, actualmente quema fuel diria, en Cercs, donde se ven en los bosques las sequelas de la limpia generación de electricidad para cosas tan imprescindibles como la útil vitrocerámica por ejemplo).

Saludos

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mockba

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Gracias por interesarte en mi tema Windguru, me gustaría ver un diagrama de tus convertidores CC-CC si no te importa compartir tu diseño, que con las características que mencionas, yo conosco como pulsadores-elevadores... Gracias por el tip de utilizar un sonido de coche, de hecho pensaré en lo mismo para un radiocomunicador de onda corta.

Yirda, no sé que tan dispuesta estés a tratar de enteder algunas cosas básicas de electridad. No es muy dificil enteder la relación entre voltaje, amperaje y potencia eléctrica, te lo recomiendo ampliamente... trata de buscar en Internet cuando tengas tiempo y paciencia, verás que no es tanto lo que hay que aprender al menos para tener una idea de cuantos watts gasta una lámpara o una TV, por ejemplo, algo que es bastante útil al momento de hablar de energía eléctrica y para que no traten de engañarte al comprar algo sobrado o escazo de potencia.

Algo que te puede ayudar al menos a saber en cantidades cuantos watts consume algun aparato es simplemente multiplicar voltaje por amperaje... datos que generalmente vienen en la parte trasera de los aparatos en una ficha técnica. a veces simplemente viene en watts (dato que al menos da una idea de lo que gasta).

Por ejemplo, si tienes una televisión que en la ficha técnica dice que funciona a 120Volts AC / 1.2Amperes y no te dice cuantos watts consume, significa que si multiplicas 120Volts x 1.2Amperes te da 144Watts (o simplemente 144W).

Si algo consume 1000 watts, también se puede decir que consume 1 kilowatt que se escribe "1kW", sólo son dos formas de decir lo mismo... entonces 3kW significa 3000 watts... para darte un ejemplo, mi equipo de aire acondicionado consume 1.2kW, eso decir 1200 Watts...

Las compañias de electricidad venden una unidad energética llamada literalmente kilowatt-hora, que significa que si tienes un aire acondicionado de 1kW encendido durante una hora has consumido un kilowatt-hora (para abreviar se usa el símbolo kWh) y esa será la unidad que te cobra la compañía. Por ejemplo, si tienes varias luces encendidas y la TV, y el refrigerador y entre toda la carga suma 1kW segun los datos de las fichas técnicas de cada aparato, y lo mantienes encendido todo durante una hora, habrás consumido un kWh de electricidad... espero no estarte enredando más Yirda... y que esto te sirva de algo para entender mejor...

Saludos...



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jprebo

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Yirda, para hacerse uno mismo una idea de lo que necesita de potencia diaria en casa no es muy dificil aunque si algo entretenido, lo primero es hacer una lista de aparatos que consumen electricidad y qué potencia consumen, de la misma forma hay que calcular mas o menos cuanto tiempo al dia lo tenemos conectado dicho aparato.

Ejemplo:
Luces:
Comedor------2 bombillas de 75w = 150w * 4 horas diarias = 600w
Baño-----------3 bombillas de 25w = 75w * 0,66 horas diarias = 50w



Televisor---------------------------200 w por 3 horas diarias = 600 w
Ordenador -------------------------200 w por 2 horas diarias = 400w

Otras luces (pasillo, dormitorio etc... que apenas estan tiempo encendidas) por ejemplo con 75 w las cubrimos.

Y así con la nevera que consume una media de 300-500w diarios ya que cuando alcanza la temperatura no consume por lo que es mas dificil de calcular según el uso que se le hace abrieno la puerta y que cantidad de alimentos entra o se saca.

La labadora, el minipimer, labavajillas, microondas, horno, vitroceramica, estractor de humos, aire acondicionado, motor de bombeo si lo hay, video, dvd, etc... con todo lo que encuentres. y no olvides que en stand-bie algunos aparatos consumen que es un gusto y eso no sale reflejado en la placa de caracteristicas tecnicas.

Luego sumas los totales y de esta forma puedes hacerte una idea del consumo, obviamente, cuantos menos aparatos y de menor consumo así como cuanto menos tiempo esten funcionando, menos energía diaria se necesita.









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Amon_Ra

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Estimada Yirda al ver tu post quizas tengas razon y los presentes con educacion tecnica como el compañero Windguru o jprevo demuestran ser conocedores del tema debamos bajar de los cielos en mi caso y compartir como Prometeo con el pueblo.
Escusa por nuestros comentarios pero como habras visto son iniciados por Mokwa que preocupado por el tema energetico trata de incluir en su tesis algo util en este sentido cosa a mi parecer muy loable y no hacer robotitos para aprobar.
Deduzco por algunos post tuyos que estas en la zona de Alicante y hace unas semanas pase desde Valencia por ahi cerca acordandome mientras conducia y contemplaba las colinas de Biar Novelda Monovar que era por esos lares por donde te movias y con tiempo podia haber parado y saludarte personalmente pero otra vez sera voy de vez en cuando desde Valencia pero no tengo inconveniente si te conectas via Messenger o me envias correos personales.
Como toda rama tecnica una cosa es el deslumbre de noticias a los neofitos y otra muy diferente el puñetero mercado real y sus historias y marquetings off course.
El tema del hilo no tiene nada que ver con tu problematica sino con la de Mokwa que busca aportar algo util al sector pero no lo acaba de encontrar a mi entender como le decimos los tres que le respondemos.
Vamos yo no me atreveria a enunciar un hilo del uso correcto de algo sea central nuclear o calentador de agua sino lo tengo muy claro lo que quiero.
Sobre los calentadores o Kits de agua caliente solar te doy la razon suelen estar por ese precio no se de que modelo o marca hablas pero tambien es un mundillo aparte del fotovoltaico es el que trabaje hace años y en el mercado existen mucho bueno y mucho malo.
Pero como le comento a Mokwa una cosa es hablar en una web de las maravillas de las renovables y bla bla bla bla como tantas webs hay y otra es que a un prole le digas que necesita 2500E para calentar su agua al 70 80% de sus necesidades, logicamente te enviara donde tu sabes y con 200E tratara de salir del paso aunque page las botellas a 12 E los 13,5 kilos de butano de los amigos de Repsol por mucha conciencia que tenga.
Desde aqui te dire sin conocer detalles que cada vez que te acerques a un instalador del tema te habra acojonao los Euros que te dice, vender quieren todos o queremos es cierto pero compramos lo que podemos el tema es sencillo o amplio como solemos decir Cuant mes sucre mes dolz d,acort. Yirda.
Desde los cielos via internet Saludos.



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mockba

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Bueno, prestando más enfoque al tema inicial del hilo, y no enfocarnos tanto en sí a la fotovoltáica, nos recuerdo que hablo específicamente de la corriente directa y que esta puede ser generada con rotores eólicos, bicicletas, etc. y de igual forma que un sistema fotovoltáico puede ser conectado a un llamémosle "optimizador de carga" lo puede ser cualquier cosa que entrege una señal de CD y su respectiva potencia.

Recordando los comentarios que me han enviado hablando sobre el tema de cambiar los aparatos de CA por aparatos de CD que son más caros por tener menor difusión comercial, también se puede simplemente emplear varios inversores de baja potencia, talves uno pequeño de 20€ o 25€ para cada aplicación o sólo un par de inversores con un conmutador de potencia que tenga salida a varios contactos eléctricos y que a través de un selector automátizado la pequeña computadora digital determine a qué aplicación ha de suministrar energía. De todas formas, el sistema sigue prescindiéndo de bancos de acumuladores y reguladores de carga y se puede seguir aplicando el concepto de regulación dinámica de carga... y se podría utilizar cualquier bomba de CA, una de 1/4HP por ejemplo, de venta muy común en cualquier ferretería de mi localidad, cualquier ventilador comercial, incluso algun pequeño compresor, etc.

Por ejemplo, el sistema electrónico podría ser una consola compuesta con inversores y pulsadores de CC para dar flexibilidad al tipo de aparato que se vaya a conectar en ella...

Saludos...



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mockba

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Oigan, he estado leyendo y buscando aplicaciones más específicas para corrientes directas y recordé que a través de circuitos de alto voltaje CD es como se operan los magnetrones generadores microondas que utilizan los hornos comunes de cocina de microondas. Me pregunto si será relativamente fácil construir un dispositivo que sea específico para calentar agua... se puede reciclar un circuito elevador de voltaje de algun microhoondas viejo y comprar un magnetrón en una tienda de refacciones...

Notas tomadas de algunas web.

Es cierto que la molécula de agua es bipolar (dicho de forma sencilla, que tiene un "lado" con carga eléctrica positiva y otro con carga eléctrica negativa). Es cierto también que en presencia de un campo electromagnético, una molécula bipolar (como el agua) se reorienta ("gira" podriamos decir) siguiendo las variaciones de dicho campo. No es menos cierto que con la frecuencia de 2,45 GHz, el agua se caliente con este efecto. Y es verdad que los alimentos se calientan por su alto contenido en agua.

La finalidad del sistema de alto voltaje es generar energía de microondas. Es el corazón del horno, aumenta el voltaje de ca de línea a alto voltaje, y cambia el alto voltaje de ca en voltaje aún mayor de cd, y finalmente, convierte la corriente directa en energía de microondas.

Las microondas son reflejadas, transmitidas o absorbidas por los materiales en sus trayectorias, de manera similar a la luz. Los materiales metálicos reflejan totalmente las microondas mientras que los materiales no metálicos como el vidrio y algunos plásticos son mayormente transparente a las microondas.

Los materiales que contienen agua, por ejemplo los alimentos, los fluidos o los tejidos, rápidamente absorben la energía de las microondas, la cual después se transforma en deflexión magnética y mayoritariamente en calor.


Los magnetrones son muy fáciles de conseguir en tiendas de refacciones para electrodomésticos y no son tan caros... ¿existe algun calentador eléctrico comercial de agua para uso corriente a base de microondas?, podría ser mucho más eficiente que cualquier calentador eléctrico a resistencia, ya que en poco tiempo y con mucho menores pérdidas energéticas se puede elevar la temperatura del agua con microondas. ¿Qué opinan?

Saludos...

-----------------------------------------------------------
Me auotcontesto.

¡enlace erróneo! dejo un link con un producto de una compañía estadounidense que lanza un producto que utiliza la tecnología de microondas para el calentamiento de agua para uso recidencial, lo que no me gusta es que no muestra datos de consumo energético y no muestra datos concretos acerca del rendimiento o voltajes de operación, etc... aunque por otro lado muestra ventajas interesantes contra algunos calentadores convencionales a gas o eléctricos a resistencias, pero sobre todo una ventaja importante, no requiere de almacenamiento en tanques, ya que las microondas con la adecuada potencia y frecuencia pueden calentar el agua en segundos a temperaturas agradables...

Acá otro link donde dicen que es una compañía canadiense... pero en fin... espero que sea real, porque aparenta algo bueno.

Para Yirda... espero que te sirva para más referencias... ¡enlace erróneo!

Saludos...



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Amon_Ra

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Hablas de los microondas de cocina por lo que veo pero en este caso para producir calor en el agua.
Cuidado el compañero windguru los odia justamente por eso por lo derrochadores de energia que son.
Un pequeño microondas de cocina para calentar un plato de espagettis sacado de un frigorifico su potencia esta entre los 800W a 1200W solo por un espacio de tiempo muy corto si minutos pero sea CA transformada o DC con dicho efecto de producir microondas no dejara de ser esta potencia que dado que no tenemos esta acumulacion de energia segun tu proyecto inicial tendria que ser directa de los paneles o de tu sistema de conmutacion al voltaje que fuera con lo que se necesitaria una potencia de instalacion minima equivalente al pico de potencia de dicho microondas.
Por lo que si necesitamos el cafe de la mañana a las 6 o las 7 al no haber sol no tendriamos cafe y si ese dia sale nublado no podriamos calentar los espagettis aparte de que la instalacion tendria que darnos ese pico tan fuerte de energia para esa funcion y luego que hacemos con el resto de energia .
La produccion de calor por electricidad en un sistema tradicional
por efecto joule es casi del 100% de rendimiento aunque esa electricidad para producirla a tenido un camino de rendimientos decrecientes que verdaderamente su eficacia es si llega a un tercio cuando se usa.
Veamos quemamos combustible atomico petroleo gas etc generamos vapor movemos turbina la turbina nos da electricidad la transportamos a alta tension y la vamos transformando hasta los 220V de uso domestico y le aplicamos el efecto joule rendimiento final menos de un tercio real un derroche de energia fosil monstruoso maravillas de la tecnica si pero hace un siglo,cuando los combustibles estaban por esplotar y la poblacion era de 1900 millones hoy los combustibles son cada dia mas caros y somos 6500 millones.
Cuando se realiza un calculo de un proyecto de renovables en el mercado real veremos siempre con quien competimos.
Yirda te lo pone claro en su ejemplo,compara el coste de un sistema y lo que aporta con otro que aporte lo mismo si los tiempos de recuperacion del capital son rentables el proyecto puede ser valido sino lo son no es competitivo a no ser que sea suvbencionado por el resto de ciudadanos o de los costes aumentados de las otras energias.
Un proyecto puede ser conpetitivo en una zona del pais y el mismo en otra zona no serlo dado que los inputs de energias renovables en dichas zonas son diferentes.
Ese es uno de los problemas de las renovables que practicamente no sirven los estandares clasicos de proyectacion al partir de energias difusas e irregulares en su suministro a diferencia de las otras que son concentraciones geologicas de energia de alto poder energetico.
Hay quien usa microondas para calentarse el cafe por las mañanas si sea este microondas con DC o AC pero necesitara esos 800 w para dos minutos almacenados en alguna parte pues a esa hora el sol no tiene esa potencia.
Con lo que nos quedan otras opciones o quemar gas o quemar biomasa, asi tendremos cafe al desayuno.
Si sale el sol y estamos en casa podemos poner los espagettis en un horno solar o cocina solar con el tiempo necesario pero si lo necesitamos en muy poco tiempo la misma de antes o gas o biomasa.

A te recuerdo que el uso de motores electricos para ventiladores bombas etc al no ser en AC usan escobillas en su colector que hay que cambiar y mantener en buen contacto electrico asi como la limpieza de los colectores de los restos de grafito en el cobre de de contacto ese era mi destino y una de mis funciones en el barco de guerra que hize mi servicio militar me pasaba dias enteros cambiando escobillas de grafito y lijando y limpiando colectores e los ventiladores y casi cientos de motores de DC que funcionaban abordo pues funcionabamos con una tension de 120V de DC que pegaba unos fogonazos en los interuptores de los cuadros cuando le aplicabas cargas fuertes que parecias el Dios del trueno ese, era muy antiguo construido en el año 49 y con 239 hombres para hacerlo funcionar en una batalla naval vamos una reliquia tecnica hoy en dia y vi muchisima DC de alto consumo hasta los cañones se movian con continua.
A eso si no veas las toneladas de fuel oil que se cargaban en puerto para hacer funcionar las calderas y eramos modernos porque el mismo tipo de buque de guerra mas antiguo eran toneladas de carbon lo que cargaban en sacos los compañeros de otro buque mas puequeño que aun funcionaba reliquias si pero muy utiles de recordar sus esperiencias.



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wind

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Si, las cosas de cocina que dan calor a base de cientos de Kwh electricos son mis faboritas, en especial la querida vitroceramica, no se que haria sin ella... sobre todo la de inducción con función esprin que anuncian en la tele, que para hacer hervir un poco de agua puedo consumir 7KVA con un solo fogon, que en la central entrarán unos 25Kw de combustible primario ¡¡¡No me digan que no es fantastico!!!
ah!! y ademas la electricidad me la subvencionan todos Ud con sus impuestos para que yo la pueda derrochar sin rascarme una mierda el bolsillo.

Dejemonos de tonterias, Veo que también has cambiado escobillas de motores DC de cierta potencia, que quedas negro del dichoso polvo del grafito... trabajé 5 años en una fabrica de motores, también me chupe muchos.

Aunque los eficientes de verdad en DC funcionan sin escobillas, son los llamados brushless, que como su nombre indican no llevan escobillas, su rotor contiene imanes permanentes, y el estator un bobinado trifasico que es comutado por una electronica para formar un campo rotativo, algunas bombas DC solares ya los llevan, funcionan sin mantenimiento alguno. Lógicamente són mas caros.

Para calentar agua solarmente, nada de inventos fotovoltaicos, los colectores termicos son extremadamente simples y funcionan mejor de lo que uno pueda llegar a imaginarse, eso si, sus precios como comenta Yidra son elevados comparado a un sistema convencional, pero a la larga se autopagan.

Saludos


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mockba

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Jejeje, gracias por el sarcasmo... me encanta como windwuru se expresa cuando dice, sì, es mi favorito...

Bueno Amon_Ra, entiendo lo que dices de las resistencias tradicionales... efectivamente la transformación de la electricidad en calor es casi del 100%, pero con las microondas, segun la teoría electromagnética, es posible hacer que la energía la absorba más directamente el agua por efecto electromagnético. Sé que no será menor potencia la que se necesite para calentar el agua, sé que existe el principio de conservación.

Existen magnetrones para horno de microondas de 300W y 400W, no siempre son de 800W o 1200W...

La diferencia está en lo siguiente:

La resistencia eléctrica transforma la electricidad en calor por efecto de la oposición del material al paso de la corriente eléctrica, después este calor depende de una serie de factores para ser transferido al agua... en cambio, con las microondas la transferencia de calor no es necesaria para calentar el agua ya que si se aplican 300W de potencia en ondas electromagnéticas al agua, al absorberlas, es el agua la que transforma la energía electromagnética aplicada en calor... es decir, la energía no se tranforma en calor hasta que está en el agua.

Gracias Amon_Ra por el detalle de las escobillas en motores de CC, tienes una gran verdad entre manos, hay que considerarlo todo... aunque sé que existen motores sin escobillas, se llaman brushless, ya bien lo menciona windwuru.

windwuru, no te enojes por derrochar o por que otros derrochen, entiendo tu punto y tus razones, lamentablemente a la gran mayoría de los 6500 millones de seres humanos no le preocupan estas cosas por una u otras razones...

No trato de hacer "inventos fotovoltáicos", sólo busco un tema realista para hablar de una tesis de Ing. Eletrónica... a los catedráticos les podría hablar de cualquier cosa, les podría decir lo que se me antoje acerca del tema energético y podría hacer cualquier circuito o como ya mencioné, hasta un "robotito de juguete".

Lo que trato de hacer hablando de estas cosas en este hilo, es precisamente de qué forma utilizar lo más optimizadamente posible la corriente directa ó CD ó CC... que es la más fácil de producir por nuestros propios medios... es más fácil que una persona produca CC con alternadores de automóvil, es más fácil utilizar la CC de una fotovoltáica o de cualquier rotor eólico. No hablo de que sea mejor así nada más... en serio, no trato de invertar nada...

Garcias a los comentarios basados en experiencias que han mencionado Amon_Ra y tú, puedo ir haciendo una lista de detalles que son importantes para considerar qué es lo que puede hacerce con un poco de energía tranformada en corriente directa... sólo llevo los ejemplos al extremo, como hablar de microondas para generar agua caliente... jejeje no se preocupen, de verdad no estoy tan loco.

Saludos...



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wind

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No, no va por ti, es que eso de las microonda y el calentar el agua me recordó una situación que me dió mucha rabia:

Un dia que vi un refugio de montaña con un campo FV de 1Kwp conectado a un termo electrico de 100l para el ACS, y luego una burra (a los generadores los solemos llamar ''burras'' por aqui) que funcionava a butano... en vez de calentar el agua con un calentador a butano y usar la electricidad para lo que sirve, usos de alta calidad, como la iluminación, o las otras cosas que tenian por allá como la emisora o el TV. Ese dia descubrí el sentido de la frase de Einstein que algún forero tiene como firma de las dos magnitudes supuestamente infinitas, efectivamente: la estupidez humana es infinita.

Evidentemente no tiene nada malo en si hay excedentes dissiparlos así, en forma de calor, como tengo en el aerogenerador, ya que por él es malo quedar sin carga, se embala hacia el infinito i mas allá, dando altas tensiones que ponen en peligro la integridad del dieléctrico del alternador, luego lo mando, una vez la bateria a tope, a un calentador de aire, para mantenerlo a plena carga y que no se ''embale''.

Felicidades para hacer un proyecto con utilidad practica, ya que excepto mi hermano, que su proyecto era similar al tuyo, que fue el que provocó que me interessara por el tema de los recursos energéticos, la resta de compañeros que conozco de carreras técnicas han optado por el inútil robot, que sigue rayas (igual es por la afición a la coca de sus diseñadores jeje) y lo mas jodido, es que alguno que lo ha comprado en forma de Kit y sólo lo ha programado ¡¡Le han dado un premio!!

para toda ayuda que te pueda dar, ya sabes mi mail.
Saludos

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yirda

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Gracias por vuestros comentarios. Disculparme que haya interrumpido vuestro debate que estoy segura debe ser muy interesante a nivel técnico, en ese sentido yo no puedo participar, pero como os dije entra en mis planes tener energía fotovoltáica y estoy pez en ello.

windquru, me parece excelente la idea de aprovechar el calor de una chimenea para calentar el agua. Te escribiré en cuanto pueda.
Respecto a esa idea, traté de ponerla en práctica cuando lo leí con esquema incluido, en un libro de Seymour pero las características de mi vivienda (cuevas) no me lo permitió. Estoy en una segunda fase (reconstrucción de una segunda cueva) y en esa sí que tendré la oportunidad de construir un sistema como el que me dices, sin embargo quiero consultarlo contigo ya que tienes experiencia.

Cuando me moví a las cuevas, me interesé por las fotovoltáicas y la pasta que suponía (ni en 30 años podía amortizar la inversión, naturalmente teniendo en cuenta la inflacción) me quitaron las ganas de hasta pensar en ello, fué cuando me dí cuenta del TRE y todas esas cosas que hablais en CE.
Tengo electricidad así que no me es imprescindible la energía solar, las fotovoltáicas las quiero pensando en ese futuro donde la energía eléctrica deje de fluir, ya sabeis que yo lo veo así a medio plazo, y dado ese problema los únicos electrodomésticos que me interesan son aquellos que pueden de verdad hacerme la vida más fácil mientras nos acostumbramos a menos energía, más o menos la vida útil de esos electrodomésticos porque cuando uno se estropee en un mundo de baja energía, reponerlo costará un ojo de la cara.
Así, me interesa internet, TV (estar informado me parece imprescindible), labadora y puedo prescindir de frigorífico por las caractéristicas de mis viviendas, unas cuantas bombillas (5 ó 6) y bomba de agua que serían dos, una de extración de agua de un pozo a 80 metros de profundidad y otra de distribución de agua a las viviendas aunque esta última también estoy en proceso de susistuirla poniendo los depositos de agua para las viviendas en altura, lo que ocurre es que todo cuesta una pasta gansa en cuanto te sales del sistema y tratas de poner otro alternativo. Estamos atrapados, así es como lo veo, por eso soy tan pesimista en cuanto al futuro.
El día que nos falle el sistema eléctrico tradicional estamos muertos.
Saludos,


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wind

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Yo soy igual de pessimista que tú en lo que respecta el sistema electrico, la gente no tiene conciencia del milagro que representa tener electricidad constantemente y en la cantidad deseada, es ultracomplejo, además creo que una vez empieze la crisis, según mi opinión, se pondrán todos los esfuerzos possibles en mantener el subministro a las ciudades (por razones obias, una ciudad sin electricidad es una bomba), mientras que las zonas rurales nos quedaremos a oscuras más rápidamente. de aqui a que yo invirtiera en mi sistema y lo instalara de forma que no se viera des de la calle.

esto podria dar una autonomia de unos 8-10 años despues de que cayeran las redes, ya que una vez se nos estropeen las baterias será imposible recanviarlas(las baterias son la parte del sistema mas delicada, requiere muchos cuidados y se averian pronto, máximo viven unos 10 años, aunque para cargas muy ligeras podrian ser utilizadas hasta unos 20 años, ya que estoy usando unas de esta edad que actualmente tienen el 20% de las prestaciones de cuando nuevas)

Una vez jodidas las baterias, los paneles aún estarian en buen estado, los podriamos seguir utilizando para subir el agua a estos depósitos elevados que dices que quieres instalar y que es una excelentissima idea para no depender de la bomba de distribución (grupo de presión).

Todo esto suponiendo que no te los roben o rompan...

El sistema de calentamiento de agua que te comenté en el mail es barato y eficiente, calienta bien el agua hasta incluso 80ºC y sin nada de electricidad, todo por efecto termosifón, llevo dos años utilizandolo, y pronto instalaré dos mas.

Saludos.

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jlopez

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Existe distribución de energía de corriente contínua, se llaman sistemas HVDC (High Voltage DC) de los cuales se han construido líneas en Brasil y otros lugares de algunos cientos de megawatios. El sistema presenta algunas ventajas y mayor eficiencia energética según los fabricantes pero por algún motivo no se han generalizado.
Por otro lado un coste bastante alto de los pequeños campos eólicos y solares tengo entendido que es la electrónica dedicada a poner en fase los transformadores de salida con la red.

De ambas informaciones cabría preguntar a un experto en distribución eléctrica si sería mas eficiente rentable una red de corriente contínua para conectar los campos de energía alternativa, aunque suponga una inversión inicial muy alta.

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mockba

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En efecto, he analizado algunos datos de eficiancia energética comparando la CC con la CA a grandes distancias y definitivamente por muchas razones es mejor, más barato y más fácil transmitir CA. Además el calibre de los conductores es definitivo, en transmitir CC se requieren de conductores más grueso en calibre y aunque se utilizen voltajes altos para reducir las corrientes hay más riesgos de arcos electricos y electrocución accidental. Supongo que la tecnología y los sistemas utilziados para el control de las redes de CD debe ser muy caro por su baja difusión. ya veremos que sucede...

Hay que recordar que el tema lo mencionpe porque es mucho más fácil para una persona común generar para sí mismo voltajes de CD que generar señales electricas de potencia de CA a cierta amplitud y frecuencia constantes. Es más fácil para nosotros, generar CD y después en un determinado momento darle la modulación necesaria a esa potencia eléctrica a través de tratamientos electrónicos.

Saludos...



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energetico

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Hola foreros y en especial a Yirda.
Para mockba, yo la experiencia que tengo en Corriente continua o alterna, es que lo que te haces para ti , ningun problema , si asumes los costos y la dificultad de encontrar recambios y aparatos en continua, a veces no hay que comprar nada especial, simplemente desmontas el transformador del aparato y ya funciona en CC. Solo hay que ver a que voltaje. La bombillas a 12v en continua, son muy delicadas y carisimas, porque la economia de mercado no permite que se fabriquen de mejor calidar y mejor precio
Pero para recomendar a alguien , siempre en alterna.
Yo recomiendo ademas dos combertidores. Uno de baja potencia para iluminacion y pequeños consumos 100-200wp ( vatios pico) y otro para los consumos mas elevados 600-2000 wp . asi mejoras el rendimiento de los mismos y si alguno se estropea, no te quedas a dos velas.

Para Yirda: Con las formulas que te facilita el post de Jprebo, ya puedes calcular la energia que necesitas. Pero el resultado es en Kwh. o sea kilowatios hora
Te explico:
Watios W o kilowatios Kw es un medida de potencia, que no sirve de nada si no sabes el tiempo que vas a tener esa potencia consumiendo.
Por ejemplo:
Una bombilla de 100w que esta encendida 1/2 hora consume 50wh y si esta dos horas encendida consume 200 wh.
Si esa bombilla es de bajo consumo tu misma puedes hacer el calculo.
Con los Tv , frigos, i demas electrodomesticos lo mismo.
Para pedir un presupuesto para una instalacion fotovoltaica, tienes que saber cuantos kwh necesitas al dia y cual es tu maxima disponibilidad de potencia simultanea.
En los frigos vienen a veces en la etiqueta que hay dentro la cantidad de wh que necesitan cada dia y si vienen en kwh/año, lo divides en 365 dias y listo...
Ya te puedes imaginar que cuanto menos consumas, menos necesidad, menos placas, menos precio....
La mejor energia es la que no existe, o sea la que no hay que generar...


En referencia a calentar agua con leña, eso ya existe fabricado o lo haces fabricar.
Se trata de una parrila de tubos cobre (como en un radiador) que esta en la pared del fondo de la chimenea , y se le hace pasar agua fria, con una bomba de recirculacion ,(como las que tienen las calderas para enviar el agua a los radiadores)y esa agua caliente la envias a un deposito acumulador.
Eso se llama recuperador de agua para chimeneas.
hay fabricantes de chimeneas , de esas con puerta por delante que ya vienen con recuperador de agua y de aire, para calentar el ambiente de otras habitaciones.
Si preguntas por donde vives a los instaladores de esas chimeneas , te daran informacion seguro.
Saluditos.
manel

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victorluis

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La transmisión de potencia en alta tensión de C.C. se usa en algunos casos excepcionales como el de una isla del Baltico alimentada en los años 70 creo recordar por un cable submarino unipolar de 110 KV C.C., aislado con aceite fluido, en este caso el retorno es por tierra.

Cuando se construyó esta línea el paso a C.A. se efectuaba con conmutadores dinámicos rotativos, hoy creo recordar que se efectúa con columnas de tiristores en serie equilibrados dinamicamente y refrigerados por agua, esta instalación, sigo escribiendo de memoria, creo que fue instalada por Brown Boveri (hoy ABB)

La única ventaja del transporte por C.C. es que en la C.A tanto por sus reactancias como por el efecto pelicular (skin) las perdidas de tensión son mayores, y las perdidas Joule son algo mas elevadas, pero no es rentable debido al alto coste de las instalaciones de conversión.

Solo interesan en el caso de esa isla u otros similares en los que nos ahorramos 2/3 de los cables.

Explicado esto, no entiendo demasiado porque habeís pasado a hablar de pequeños sistemas de producción distribuida a comentar instalaciones de varios MW.

Por si os interesa tengo algunos trabajos sobre sistemas aislados alimentados por fuentes alternativas, son trabajos de divulgación sin entrar en demasiadas profundidades, preparados para dar unas charlas a unos grupos ecologistas, como iniciación al tema.

Según me titulé (hace ya mas de cuarenta años) compaginé el trabajo en ingeniería eléctrica con la enseñanza, fui profesor adjunto de electrotecnia en la escuela de ingeniería de donde había egresado, pero lo tuve que dejar para dedicarme exclusivamente a la empresa donde trabajaba, pero me sigue gustando mucho la enseñanza. Ahora prejubilado me gustaría ejercerla, pero no me lo permiten por las condicciones de mi prejubilación

Si deseaís que vaya colgando aquí lo comentado me lo decís, si deseais alguna otra pregunta quedo a vuestra disposición.

Feliz año.

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mockba

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Victorluis, retomo el hilo para anunciar que los que puedas colgar de manera explicativa en este hilo será bien recibido, siento la tardanza, pero en realidad he tenido muy poco tiempo para revisar bien los comentarios de varios temas que me han llamado la atención en el foro últimamente...



La especialización corrompe...

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jlopez

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Me ha dicho un compañero de trabajo que es danés que en su tierra tienen 2 GW eólicos offshore que venden a Suecia y Noruega para estaciones elevadoras de agua y luego recompran la energía cuando la necesitan. Emplean para ello un solo cable y el retorno es tierra.
No conozco mucho el tema pero no me parce bien a priori que para ahorrarse un cable pasen toda esa cantidad de watios por tierra o mar que sin duda generan de campos magneticos enormes, efecto electrolisis, incluso podria cambiar la salinidad del mar y las corrientes marinas sin contar con el efecto sobre la fauna marina ¿tanto cuesta el cable de retorno?

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victorluis

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Mockba: El tema ya lo estamos desarrollando en el hilo denominado microgeneración y redes distribuidas, si te apetece pásate por allí.

Un saludo

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mockba

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Sé que muy probablemente el desarrollo de este hilo se torne especializado para las personas que tienen conocimientos de electrónica, pero en mi afán de desarrollar sistemas eficientes de tratamiento y optimización de energía eléctrica me gustaría comentar que estoy trabajando con varios libros especializados en electrónica para llegar a un sistema estable, robusto y eficiente... estoy tratando de llevar a cabo una serie de cálculos para manejar de la manera más eficiente posible dispositivos de conmutación electrónica, en especial me quiero enfocar en transistores BJT y MOSFET ya que en mi caso no requiero de manejar altas potencias para trabajo industrial o cosas por el estilo, sólo bajas y medias potencias por el momento.

Pienso en el diseño de un inversor de puente completo que consta de cuatro dispositivos de conmutación capaces de generar una señal de salida de 120Vac a 60Hz a partir de una entarda de 12Vcd ó 24Vcd, y en vez de utilizar un tranformador como elevador de voltaje me gustaría utilizar un pulsador o conmutador de CD tipo regulador elevador de voltaje, también llamados comúnmente pulsadores elevadores cd-cd. En conjunto, el circuito inversor y el pulsador elevador de voltaje podrían generar la señal electrica de potencia mencionada como objetivo.

El sistema puede ser controlado y auto-estabilizado automáticamente a través del empleo de microcontroladores, pequeñas micro-computadoras programables que brindan una serie de opciones bastante aceptables y de alta precisión para el control de prácticamente cualquier tipo de sistema electrónico, que para aplicaciones de potencia pueden ser aislados con fines de protección contra sobrecarga mediante una etapa de simple diseño y económica de opto-acopladores.

Toda ayuda y recomendaciones serían bien recibidas, ya que presentaré (para recibir correcciones o consejos), o al menos eso trataré algunos cálculos de diseño. Si alguien puede analizarlos y corregirlos estaré muy agradecido... en el mismo afán trataré de presentar códigos de programación para los microcontroladores y del mismo modo si alguien conoce el lenguaje recibiré de buena gana toda corrección o recomendación... Gracias...

Saludos...



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mockba

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Antes de comenzar cualquier observación directamente relacionada con el desarrollo de un sistema de optimización de energía electrica o cualquier tipo de tratamiento de adecuación para su uso, es necesario relacionarse con el tipo de componente electrónico de conmutación que será utilizado para realizar experimentación y pruebas.

En este post mostraré algunos cálculos para determinar lo más aproximadamente posible las condiciones óptimas de operación (En procesos electrónicos de conmutación se trabaja al transistor en la reguión de saturación) y pérdidas de potencia a través del dispositivo (pérdidas de potencia ocacionadas por las características de construcción del transistor). El dispositivo en cuestión para el análisis será un transistor BJT. El primer cálculo está relacionado con el ejemplo propuesto en un libro especializado en electrónica de potencia, llamado; Electrónica de Potencia. Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones, Segunda edición, del autor Muhammad H. Rashid, pag.267 (si requieren de referencias y comprobaciones). Este libro muestra varias fórmulas y técnicas para optimizar la utilización de dispositivos electrónicos de potencia y explica cómo realizar análisis muy completos sobre un dispositivo o un sistema compuesto por varios dispositivos.

Considerando un circuito Emisor-Común de prueba conformado por un sólo transistor teórico PNP, propuesto por el autor con carga puramente resistiva para ejemplificar tenemos los siguientes datos para efectuar los cálculos:

Resistencia de Carga - Rc=11Ω
Voltaje de alimentación - Vcc=200Vcd
Rango de hfe ó β - 8 a 40
Voltaje de entreda en la base VB=10Vcd
Voltaje de Colector-Emisor en saturación - VceSAT=1.0Vcd
Voltaje de Base-Emisor en saturación- VbeSAT=1.5Vcd

(a)- Encuentre RB (Resistencia de base con la cual se controla la corriente de la base y por lo tanto el ODF) que resulte en saturación con un factor de sobreexitación (ODF) de 5.
(b)- Calcular βf (Beta forzada).
(c)- La pérdida total de potencia PT en las uniones del transistor.


Fórmulas:

ICs (Corriente de Colector en saturación)
ICs = (Vcc-VceSAT)/Rc = 18.1A

IBs (Corriente de Base en saturación)
IBs = ICs/β = 2.2625A

IB (corriente de base)
IB = ODF x IBs = 11.3125A

Para obtener RB se tienen que: RB = (VB - VbeSAT)/IB = 0.7514Ω

βf = ICs/IB = 1.6

La pérdida total de potencia en el uso del transistor es:

IC (Corriente de Colector) = ICs
PT = (VbeSAT x IB) + (VceSAT x IC) = 35.07W

El transistor está transfiriéndo una potencia a la Carga de 3592.85W ya que 18.1A x (200V - 1.5V).

El transistor está operando en la región de saturación y tienen una eficiencia del 99.02%

--------------------------------------------------------------

Ahora, por mi parte, he tomado los datos de una ficha técnica de un transistor real, se trata del transistor de potencia NPN BUV48A, de encapsulado TO-3 que es capaz de manejar potencias de 175W. Si uno busca los datos en un datasheet de internet se puede localizar los siguientes datos:

hfe ó β = 8
VceSAT = 1.5V
VbeSAT = 1.6V

Los voltajes de alimentación y disparo del circuito son:

Vcc (Voltaje de Alimentación)= 12V
VB (Voltaje de aplicación a la base) = 5V

El autor del libro ejemplificó el problema colocando una resistencia Rc de cierto valor y calculando la ICs, pero en mi caso prefiero utilizar un valor en potencia para estimar ICs a partir de esta, así no es necesario saber el valor de la carga, ni su naturaleza ya sea resistiva o inductiva. Simplemente mencionaré que el transistor maneja una carga sin especificación que requiere 120W (A diferencia de los 3.6kW que maneja el ejemplo del libro).

Un dato importante que dan en el datasheet es que IB = 1.6A, recordemos que la IB debe tener el valor adecuado para operar con el transistor en la región de saturación. Los 1.6A debemos de ajustarlos mediante el ODF manipulando el valor de Rb.

Utilizando las mismas fórmulas se obtienen los siguientes resultados:

Vcc = 12V
VB = 5V
ICs = 10A
IBs = 1.25A
IB = 1.625A
ODF = 1.3
βf = 6.15
Rb = 2.092Ω
PT = 17.6W
h (eficiencia) = 85.33%

-----------------------------------------------------
Lo único que cambio es el valor de Vcc a 48V
-----------------------------------------------------

Vcc = 48V
VB = 5V
ICs = 2.5A
IBs = 0.3125A
IB = 1.625A
ODF = 5.2
βf = 1.538
Rb = 2.092Ω
PT = 6.35W
h (eficiencia) = 94.708%

------------------------------------------------------------------
Nuevamente lo único que cambio es el valor de Vcc 127V
------------------------------------------------------------------

Vcc = 127V
VB = 5V
ICs = 1A
IBs = 0.125A
IB = 1.5A
ODF = 12
βf = 0.666
Rb = 2.266Ω
PT = 3.9W
h (eficiencia) = 96.75%

Es muy importante darse cuenta de que ODF es un valor que se puede ajustar para obtener la correcta corriente de base IB, esta corriente debe siempre encontrarse por encima del valor de IBs, pero llega un momento en que el seleccionar un valor de ODF muy elevado ya no sea crítico para alcanzar un buen nivel de IB para operar al transistor en la región de Saturación, sino que por el contrario sólo se aumenta inecesariamente la pérdida de potencia en la unión base-emisor; PT = (VbeSAT x IB) + (VceSAT x IC) .

También vale la pena resaltar la desventaja que se tiene a trabajar con voltajes bajos y altas corrientes ya que así se aumentan los factores multiplicativos de las pérdidas de potencia en las uniones del transistor, transformando parte de la energía en calor que en caso de exceder ciertos límites pueden terminar con la reducción drástica del tiempo de vida del dispositivo o incluso su destrucción, bien vale la pena operar la potencia de que dispone el dispositivo a través de altos voltajes 130V-200V. Este modelo de transistor puede distribuir su potencia operando hasta niveles de 1000V.

-------------------------------------------------------------------------

Visto lo anterior en relación con la eficiencia que tienen los dispositivos de conmutación BJT, al menos en la configuración mostrada arriba, teniendo una fuente de 120-127 volts a base de celdas fotovoltáicas (Cinco celdas de 24Vcd en serie) podrían utilizarse dinámicamente eliminando fases de proceso electrónico y reduciéndo pérdidas. La salida de voltaje de las celdas fotovoltáicas segun la gráfica de Voltaje-Corriente de sus fabricantes lo que varía mayormente es la corriente, pero el voltaje de salida se mantiene más o menos estable en casi todos los niveles de radiación solar, variándo de acuerdo a la demanda de corriente. Si el conjunto de páneles fotovoltáicos entrega mas o menos cosntantemente 120-127Vcd mientras no se rebase el nivel crítico de demanda de corriente sin provocar la caida de la fuente, un conjunto de transistores pordrían estar conmutando potencia eléctrica con alta eficiencia.

Con fines de prueba, diseñaré un rectificador que pueda entregar los voltajes altos de corriente directa que las pruebas requieren a partir de la CA que llega de la red (127v-60Hz en México), es decir, voltajes entre 48Vcd y 127Vcd, de esta manera simular la salida del supuesto conjunto de páneles fotovoltáicos mencionado anteriormente. Posteriormente aplicaré esa señal a distinto circuitos de prueba para evaluar en datos reales el desempeño de algunos circuitos que tengo planeado diseñar para procesar de la manera más eficiente posible la potencia eléctrica entregada.

Antes de diseñar un circuito complejo, un circuito ideal para pruebas iniciales de conmutación de potencia puede ser un simple pusador-reductor de CD, controlado por el ancho del pulso del ciclo de trabajo.

Nota: Durante los análisis que he estado revisando sobre circuitos de potencia, sistemas de conmutación, pero específicamente rectificadores, he observado detenidamente la eficiencia de estos circuitos y realmente he reflexionado acerca de ese tema en especial... para dar una idea acerca de lo importante que puede llegar a ser la pérdida de energía en un rectificador la eficiencia de un rectificador de media onda ronda entre 40.5% y 43%, mientras que la eficiencia de un rectificador de onda completa puede llegar a alcanzar hasta un 89%. Los rectificadores industriales más sofísticados y eficientes alcanzan el 92% aprox, pero este tipo de rectificadores son equipos muy costosos y que no se emplean en el uso doméstico ya que se trata de consolar que ocupan gabinetes enteros y son controlados por microcomputadoras.

Lamentablemente los rectificadores que se encuentran en casi todos nuestros aparatos en casa son simples circuitos sin controles especiales, ni corrección del factor de potencia, ni nada, no tienen nada que ver con los rectificadores de mayor eficiencia... los rectificadores que utilizamos a diario para conectar nuestros aparatos a la red de CA podrían moverse dentro de los rangos de entre 65% y 85% de eficiencia, dejando así my en claro lo costosa que puede ser la rectificación energéticamente hablando... A este tipo de cosas me refiero cuando digo que sería conveniente tratar de eliminar fases de proceso en el tratamiento de la potencia eléctrica. Bajo ese entorno tratemos de imaginar lo que puede llegar a significar disponer de CD, modularla a CA y luego volver a rectificarla a través del circuito del electrodoméstico que se alimente.


Continua...



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Dario_Ruarte

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No creo que funcione.

1) Ajustas el ODF de un modo demasiado optimista para las condiciones reales.

2) Las pérdidas de potencia en las uniones que estimas son menores a las reales (salvo en condiciones casi teóricas).

3) Tal como lo planteas y salvo que uses "materiales militares" de altísima calidad, tu dispositivo dura menos que una vela.

4) Sin un rectificador casi de "laboratorio" la eficiencia que puedes esperar la pierdes en el proceso (aún si usas uno de onda completa). Y eso sin contar que dificilmente puedas controlar el factor potencia sin los instrumentos adecuados (más complejidad).

5) Tu pulsador-conmutador CD no reproduce de modo fidedigno las entregas REALES de energía de un conjunto fotovoltaico.

6) Si me dices que vas a controlar todo esto con "micro-computadoras", apaga la luz y VAMONOS !! (el mundo está perdido).

7) En pocas palabras... demasiado complejo, demasiado caro, demasiado teórico, demasiado impractico.

No creo que, más allá de la sana diversión, llegues a nada aprovechable.



5)

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mockba

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Gracias por las críticas Dario_Ruarte, pero por la contestación que das me haces pensar que no tienes una idea completa de las propuestas que trato de proyectar, los ajustes y cálculos están obtenidos de literatura especializada en electrónica de potencia y son medibles y comprobables en condiciones de laboratorio, ya lo he hecho antes.

En cuanto al punto 2, te puedo mencionar que en realidad sí pueden ser menores las pérdidas de potencia en las uniones, ya estoy trabajando en una simulación con parámetros de fabricante, además a esas pérdidas que mencionas hace falta agregar algunas estimaciones detalladas de cálculos estimativos de condiciones de conmutación. Aun así, no se elevan mucho las pérdidas, hablamos del rango de unos cuantos mW de estado transitorio.

El punto 3 me asusta, no necesito materiales militares, ningún sistema de los que describo estan fuera de la realidad y necesita materiales electrónicos militares, además de que las capacidades de los encapsulados TO-3 (Transistores BJT en cápsulas de metal) son bastante buenas. La única diferencia entre los dispositivos militares y los comunes son algunas caracteríticas que les permiten trabajar en condiciones de temperaturas elevadas (300 ó 350°C), vibración extenuante y ruido electromagnético extremo... además de que los encapsulados son más robustos.

El problema del factor de potencia que mencionas en el punto 4, se puede atenuar mayormente si se utiliza un circuito semi-convertidor (perteneciente a la familia de los rectificadores controlados por ángulo de disparo) controlado por tiritores, los cuales pueden llegar a tener sin muchas dificultades de diseño eficiencias superiores al 95%... ya trabajo en eso también. Si todo eso falla, se puede calcular un arreglo C o LC para corrección de FP.

En el punto 5 tienes toda la razón, pero eso no significa que no pueda hacer estimaciones matemáticas, ya que puedo utilizar series de Fourier para estimar el THD, FF (Factor de Forma) y RF (Factor de Componente Ondulatoria) de entrada y considerarlo en las pruebas y en los cálculos... despues puedo volver a hacer los cálculos pero despreciando el THD, FF y RF y puedo calcular el margen de error...

6) Si me dices que vas a controlar todo esto con "micro-computadoras", apaga la luz y VAMONOS !! (el mundo está perdido).

7) En pocas palabras... demasiado complejo, demasiado caro, demasiado teórico, demasiado impractico.


Nada de eso, ¿Sabes cuanto cuesta una micro-computadora?, no por lo que veo, disculpa si destruyo tus espectativas, de pesimismo, complejidad, impracticidad, etc, pero una microcomputadora de memoria tipo Flash, con aproximadamente 1000 a 1100 ciclos de grabado y borrado para prueba y error en la programación, con 5 puertos para proceso analógico de señales (ADC), PWM, capacidad matemática suficiente para implantar un sistema numérico de estandar IEEE para operaciones matméticas internas, procesar información a velocidades de 10Mhz y varios puertos digitales E/S cuesta entre 10 y 12 euros cuando mucho... y la programación es gratis porque la diseñas tú mismo en tu casa.

De acuerdo a las frecuencias que manejan estas microcomputadoras, generar las señales de control y disparo tanto de transistores BJT, MOSFET o Tiristores es sumamente sencillo y estable, evitando así el uso de una serie de dispositivos y componentes de ajuste extra. Y como nota extra, los opto-acopladores para proteger las partes sensibles del sistema son baratos y muy eficientes... por cierto, lo olvidaba, el ODF es un parámetro de ajuste para que el transistor se mantenga en las mejores condiciones de operación en la región de saturación, si no fuera ajustable fácilmente, los transistores no serian confiables...

Saludos...



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Amon_Ra

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Buenos dias Mokba:
Hoy desde hace un rato que me levante te e tenido en mente dado este hilo valga si te es de provecho mi esperiencia y los comentarios que te voy a hacer pues van relacionados con tu proyecto que me ofrezco a provarlo si no tienes los medios.
Pues bien te contare es muy simple dado que estamos en invierno las horas de consumo son mas largas y los electrodomesticos en una casa parece que no puedan parar a ocurrido lo siguiente despues de varios dias nublados los acumuladores se vinieron abajo tengo dos grupos de 12V que suelo cargar individualmente para que en caso de baja insolacion consigan su nivel de carga mas pronto y los pongo en paralelo cuando los consumos tienen que ser mas fuertes.
Suelo dejar por las noches un convertidor de cd/cc de solo 200W para el mantenimiento de la estacion de telefonia rural va via radio y si hace falta alguna luz en media noche por alguna urgencia fisiologica.
Pues bien anoche no desconecte el grande 1500w y se quedo la lampara del garage donde tengo el convertidor encendida toda la noche con lo que tiro la instalacion de acumulacion abajo y aparte de los dias de casi nula insolacion al estar los acumuladores muy bajos esta mañana no funciona nada fuy a ver lo que pasaba estaba claro el indicador marcaba 10,7v osea estaba desmayado o famelico de tension por lo que el inversor no funcionaba ,salvo fugas internas posibles, veamos lo que se puede hacer comprobe la tension de los dos grupos por separado y los dos estaban por un estilo con lo que si queria electricidad dado que de viento nada no se movia ni una hoja solo me quedaba un remedio tirar de fosiles y me dije no no voy a tirar de fosiles es muy facil llenas el deposito de gasolina arrancas y punto 2300w a 220v cargas baterias y tienes servicio
facil teniendo gasolina y siempre tengo reservas pero no tiene gracia verdad.
Aqui es donde me vino a la mente tu proyecto.
Era muy temprano el sol estaba apunto de salir por la ladera de la montaña al Este ,que tengo y llega unos minutos mas tarde que a la ladera que tengo en el oeste, si esta se ilumina tendremos sol hoy sino se ilumina problemas empezaron los primeros rayos matinales y el regulador capto la primera y tenue señal de energia 10 w minutos mas tarde 20 w subia la tension y empezaba el amperimetro a indicar 1A ,2A cuando la tension supero los 10,8v el pequeño convertidor empezo a funcionar en este caso con tu sistema si lo e entendido bien nos lo habria dado unos minutos antes dado que no tenia conectados los acumuladores que empezaban a recibir algo de carga en ese momento hubiera empezado a funcionar el telefono que en stand bay son solo 7W cuando hubiera funcionado el ordenador portatil presupongo que cuando hubieramos tenido los minimos 36w mas los siete de el telefono si me equivoco perdon y corrigeme por si no entendi bien tu proyecto.
Efectivamente asi a sido si conectaba los dos unidos no funcionaba el ordenador y el telefono se le cortaba la trasmision y no consegia conectar con el servidor de internet si hubiera desconectado el ordenador y funcionar este con sus propias baterias sin problemas pero queria experimentarlo y asi a sido alos pocos minutos cuando el regulador a superado los watios necesarios a podido conectar.
Y aqui vienen mis preguntas si quiero ahora ver las noticias en la tele dejando el ordenador creo que con tu sistema ni el mio en estas circustancias funcionaria pues la suma de los 35 los 7 mas el televisor de 36w aun no entran con lo que hasta que no los aporte el sol no hay tele lo malo es que esto sera posiblemente dentro de una hora y las noticias se habran acabado claro si lo quisiera podria hacerlo por radio que consume 18w quizas es igual me conformo con el ordenador que son mas ampliamente explicadas que el el comecocos televisivo es un ejemplo claro.
Pero cuando tu sistema me permitira poner la lavadora de 370W a las 12 las once la una solo la lavadora claro pues si dejo el telefono y el ordenador igual no van el dia es claro y limpio los paneles estan con una inclinacion optima casi latitud mas 10º maxima ganancia en invierno,
Que ocurriria en las puntas de arranque del motor? que como sabras consume hasta tres veces mas en escasos microsegundos que pasaria cuando tubiera que centrifugar que su potencia es de 760w superando la potencia de los paneles instalados?.
Me aparecen todo este tipo de preguntas que son reales hoy en mi casa y que guardan una estrecha relacion con tu proyecto como se comportaria ese sistema?
Espero no haberte aburrido y si te sirve de algo estas preguntas practicas veamos los pros y los contras.
Saludos desde un amanecer en el mediterraneo.



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mockba

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Gracias por poner cuestiones prácticas Amon_Ra, eso es lo que me hacía falta... a decir verdad, desde el punto de vista especulativo, si no mal recuerdas propongo la idea de instalar 1kW fotovoltáico, mediante 5 celdas de 205W/24V (Algo que en la realidad no puedo hacer por el momento dado el costo de esa potencia) conectadas en serie para sumar directamente 120Vcd, para de esa forma eliminar la etapa elevadora de voltaje (Si tus inversores no tienen transformadores para la elevación de voltaje, lo más seguro es que estén diseñados con un pulsador/elevador de CD de alta frecuencia, aumentando en cierta medida la eficiencia y evitando el estrés que ocasionan las cargas inductivas en los transistores de potencia).

Posteriormente esos 120Vcd podrían ser fácilmente conmutados mediante un circuito inversor puro (sin etapa elevadora), mucho más similar a los circuitos matemáticos teóricos. Las señales de control pueden ser muy precisas y estables si se generan desde un microcontrolador (no dudo que tus inversores los contengan, ya que son baratos y pueden eliminar una cantidad considerable de componentes como amplificadores operacionales, resistencias, capacitores, etc. que para un diseño estable deben ser de bajísima tolerancia y por lo tanto más costosos)

Para entrar de lleno a tus preguntas, se me ocurre que veas las gráficas de potencia de algunos modelos de celdas fotovoltáicas y notarás que con muy poca radiación solar las celdas pueden comenzar a generar voltajes estables, a partir de cierto límite inferior el voltaje generado ya no varía importantemente, sino que varía la corriente que es capaz de entregar el conjunto fotovoltáico. Entonces, mientras no se exija más corriente al conjunto de la que requiere la carga en un instante determinado (caida de la fuente de voltaje) no habrá problemas, algo que tú mismo ya comporbaste con tu equipo...

Para resolver el problema de los arranques inductivos (problema que se genera, como has de saber, debido a los tiempos requeridos por los inductores a cargarse de corriente y al rompimiento del par de arranque del motor), se puede diseñar un filtro/banco capacitivo que se carge al momento de recibir los primeros watts, para que al momento de requerir el arranque de una carga inductiva exista un almacen de carga que absorba los picos de corriente...

Ahora, veo que has entendido de lo que trata el sistema, sin embargo, también noto que lo sigues aplicando a un ambiente de vivienda. Yo no lo veo de esa forma (al inicio del hilo lo menciono, pero no lo propongo extensamente), dado el caso de que en una casa, como ya mencionaste, los electrodomésticos al parecer no paran... más bien la intención es automatizar una serie de tareas como bombeo optimizado de agua, alimentación de lámparas de concentración ultravioleta para purificación de agua, procesos de electrólisis, compresión de gases, triturado contínuo de materiales o granos, etc... es decir realizar trabajos directos con esa energía, producir algo, más que con intesiones de aplicarla en un ambiente doméstico aplicar la energía a un ambiente productivo.

Amon_Ra, ¿Estamos de acuerdo en que mientras exista cierto nivel de radiación solar podríamos estar acumulando la energía directamente en un "satisfactor"?, Ahora bien, al haber ciertas ganancias por producir algo, podría amortizarse más pronto el costo del sistema que si se vende la energía flotante inyectándola a la red...

Espero no haberte aburrido...

Saludos...



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Amon_Ra

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Mensajes: 5553
Creo que nos vamos entendiendo tu proyecto esta pensado para utilizacion directa mientras la potencia de radiacion sea la adecuada y siempre para realizar un trabajo acumulativo,
Veamos la energia solar fotovoltaica se utiliza ya de ese modo sin acumulacion son pocas las instalaciones que hay pero las hay yo al menos e participado en algunas se trata de sistemas de riego autonomo,
Las placas como tu dices cargan una carga inductiva y cuando la tension y corriente llegan a un nivel de potencia arrancan el motor de la bomba del pozo suele ser una bomba sumergible que entre elevacion y sistema de riego a goteo cumple con la potencia el sistema los programadores controlan o el tiempo de riego o el caudal servido en caso de suficiente riego la electrovalvula abre otro circuito y lo descarga en una balsa con lo que la energia que necesitariamos para elevarla la guardamos en trabajo realizado en la acumulacion del agua en dicho caso.
Almenos asi funcionaba una instalacion que repase hace muchos años.
Solo aparecian problemas en los dias de baja potencia de radiacion o cuando el sol esta con nubes osea hay sol pero este se cubre con nubes que lo tapan con lo que la potencia baja y se para el sistema y si es asi todo el dia la cantidad de veces que arranca y para es muy grande perjudicando mucho la instalacion y las partes mecanicas del sistema.
Veo que en tu caso es solo productivo pero mas o menos seria lo mismo.
El agua se puede utilizar lamparas ultravioletas si para su potabilizacion pero uso cloro activo controlando sus niveles es menos sofisticado mas barato y almenos 15 años sin problemas ni una infeccion en casa el gusto ninguno pues cloro muchisimo menos al ser de lluvia que la que va a las ciudades donde en los rios vierten toda clase de desechos y las freaticas de las zonas de la costa no son potables por exceso de nitritos de los residuos agricolas con lo que la gente de esos pueblos usan embotellada como critica y denuncia Calument en muchas zonas de España en el foro del agua.
Lo de la conmutacion es lo que no acabo de ver claro lo reelere pues mi nivel de electronica llega hasta un sitio y no mas.
Yo no estudie Ingenieria electronica pero ya ves 15 años sin pagar boleta a las grandes compañias electricas salvo los aportes puntuales de fosiles que necesite hacer.
La conmutacion que tu llamas yo la suelo solucionar como creo te dije con programadores temporizados osea previo a la lavadora esta toma la electricidad del programador asi como el deposito del agua o bombas de riego puesto en las horas de maxima insolacion y nunca todos a la vez para no descargar los acumuladores con lo que estos de estar en buenas condiciones casi siempre estan llenos y no se le dan grandes descargas la mayoria del año solo en invierno al aumentar los consumos y ser menor la instalacion que la del resto del año al disminuir las horas sol dado que si dimensionamos como tu pones a un Kw ,en verano nos sobraria inversion asi como en primavera para tener cubierto el invierno con el sistema que te comento se mantienen en su maxima carga mucho mas arco del año, pero ampliar paneles seria tambien una inversion inutil el resto en este caso no se puede inyectar en red pero si realizar trabajos en verano como cortar leña u otros con la energia sobrante en parte como hacen los animales acumular en Verano para usar en invierno en forma de trabajos conservas etc.etc.
Como veras tu vas a un proyecto mas radical de uso y el mio es un poco mas elastico y adaptable al medio y nuestras constumbres de seres humanos dado que es domestico hoy pensaba usar la radial de 600w un rato para cortar una pared e instalar una linea mas para unos tomas e interruptores pues no lo dejaremos para mañana o pasado que se cargen las pobres baterias que tienen hambre si se necesita poner el generador y usar fosiles por otro motivo entonces se hara todo a la vez.
Espero haber contribuido en algo y ya me comentaras como acaba el proyecto y la daremos un vistazo si admites opiniones que veo que si las conclusiones al final no te parece Adelante salga o no la experiencia sera tuya y de con quien la compartas .




La energia mas limpia es la que no se usa

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