Dimensionar correctamente un grupo electrógeno es crucial para asegurar que el sistema funcione eficientemente y sin interrupciones. Este proceso va más allá de sumar el consumo de los equipos conectados; es necesario considerar factores clave como las puntas de arranque, el tipo de carga, el factor de simultaneidad, y las condiciones operativas en las que se utilizará el generador.
Vamos a explorar estos aspectos en detalle para que puedas realizar una estimación precisa. En cualquier caso, resulta imprescindible trasladar los detalles de la instalación a profesionales que, en última instancia, estudiarán el proyecto para plantear la solución correcta.
Identificar el tipo de carga que vas a alimentar
Uno de los primeros pasos es determinar el tipo de carga que va a alimentar el grupo electrógeno. Generalmente, se clasifica en dos tipos principales:
Diferencia entre cargas resistivas y cargas inductivas
- Cargas resistivas: Son aquellas que convierten la energía eléctrica en calor, como bombillas incandescentes, estufas eléctricas, y calentadores. Estas cargas tienen un comportamiento lineal, es decir, no requieren potencia adicional para su funcionamiento una vez conectadas.
- Cargas inductivas: Involucran equipos que contienen bobinas, como motores, transformadores, y compresores. Estas cargas tienen un factor de potencia bajo, lo que implica que requieren más corriente para funcionar, especialmente en el momento del arranque, donde las demandas de energía pueden multiplicarse. Este fenómeno es conocido como pico de arranque o punta de arranque.
Puntas de arranque: cómo afectan la capacidad del generador
Las puntas de arranque son incrementos temporales de potencia que ocurren cuando ciertos equipos, como motores o compresores, se inician. Estas puntas pueden llegar a ser de 2 a 7 veces mayores que la potencia nominal del equipo. Si no se tiene en cuenta este factor, se corre el riesgo de que el grupo electrógeno no pueda suministrar la potencia necesaria en los momentos críticos.
- Cálculo de la punta de arranque: Para calcular la punta de arranque de un motor eléctrico, por ejemplo, es necesario multiplicar la corriente nominal del equipo por un factor que depende de su tamaño y tipo.
Determinar la secuencia de entrada de esas cargas
Un aspecto que pasa desapercibido para algunos es la forma en la que esas cargas van a ir demandando energía. ¿Todos los sistemas van a comenzar a funcionar de forma simultánea? ¿Entrarán progresivamente? Es importante responder a estas preguntas para determinar la secuencia de entrada de todas esas cargas. Junto con la tipología de estas, nos ayudarán de una forma nuclear en el dimensionamiento del equipo.
Calcular el consumo total de los equipos
Una vez que se ha identificado el tipo de carga, se han considerado las puntas de arranque y sabemos la secuencia de entrada de las mismas, ya podemos calcular el consumo total requerido por la instalación. Para ello, es esencial conocer la potencia en vatios o kilovatios de cada equipo y sumarlas. Sin embargo, es importante considerar que no todos los equipos funcionarán simultáneamente, lo que nos lleva al siguiente punto.
Factor de simultaneidad: optimizando la capacidad del generador
El factor de simultaneidad es un coeficiente que indica la fracción de la carga total que estará en funcionamiento simultáneamente en un momento dado. Al aplicar este factor, podemos reducir la potencia total estimada, ya que no todos los equipos estarán operando a plena carga al mismo tiempo.
- Cómo calcular el factor de simultaneidad: Este valor se obtiene a partir del conocimiento específico de la instalación y el comportamiento de los equipos. En una instalación residencial, por ejemplo, el factor de simultaneidad suele ser del 0,6 al 0,8, mientras que en instalaciones industriales puede ser menor, alrededor del 0,5. No obstante, estamos hablando de rangos estimativos. Resulta imprescindible hacer un estudio pormenorizado de la instalación para poder determinarlo.
Incluir un margen de seguridad en la potencia estimada
Además de considerar las puntas de arranque y el factor de simultaneidad, es recomendable incluir un margen de seguridad sobre la potencia estimada. Este margen permite cubrir imprevistos como la instalación de nuevos equipos en el futuro o aumentos puntuales en la demanda. En todo caso, este margen de seguridad nunca nos puede llevar a sobredimensionamientos injustificados del grupo electrógeno, pues dicho sobredimensionamiento no solo redunda en una mayor inversión, sino que también implica perjuicios en el funcionamiento del generador.
¿Por qué es necesario un margen de seguridad?
El margen de seguridad no solo previene sobrecargas, sino que también garantiza un funcionamiento más eficiente del grupo electrógeno. Cuando un generador opera cerca de su límite máximo, tiende a calentarse más, lo que puede reducir su vida útil y aumentar la probabilidad de fallos. Sin embargo, como anticipábamos antes, un sobredimensionamiento excesivo puede llevar al grupo electrógeno a trabajar a baja carga, lo que también perjudica al motor y a su vida útil.
Diferenciar entre potencia continua y potencia de emergencia
Es fundamental distinguir entre dos tipos de potencia que ofrece un grupo electrógeno:
- Potencia continua: Se refiere a la cantidad de energía que el generador puede suministrar de manera ininterrumpida durante un largo periodo. Esta es la capacidad a la que el generador debe funcionar en aplicaciones donde es la fuente principal de energía.
- Potencia de emergencia: Corresponde a la cantidad de energía que el generador puede suministrar en caso de fallo de red, pero solo por períodos puntuales de tiempo. Es ideal para situaciones en las que el grupo electrógeno funciona intermitentemente.
¿Cuándo necesitas potencia continua y cuándo de emergencia?
Si el generador va a funcionar como fuente principal de energía, por ejemplo, en ubicaciones remotas sin acceso a la red eléctrica, necesitarás considerar la potencia continua del grupo electrógeno. Si el uso del generador será destinado a situaciones de emergencia, se deberá dimensionar en base a la potencia de emergencia.
Cómo calcular cada tipo de potencia según tus necesidades
- Potencia continua: Calcula la demanda promedio de los equipos conectados y ajusta la capacidad del grupo electrógeno para que soporte esa demanda de energía a lo largo del tiempo.
- Potencia de emergencia: Considera el pico máximo de demanda en el momento de mayor consumo y selecciona un generador que pueda suministrar esa potencia durante cortos periodos de tiempo.
Otros factores a considerar al dimensionar un grupo electrógeno
Además de lo mencionado anteriormente, hay otros factores que influyen en la correcta selección de un grupo electrógeno:
Altitud, temperatura y humedad: Los grupos electrógenos pueden presentar pérdidas de potencia cuando están instalados a altitudes considerables y en ambientes de alta temperatura o altas condiciones de humedad. Es el fenómeno que se conoce como derating. Por ello, si el generador va a operar bajo alguna de estas condiciones, deberemos cuantificar cuáles son esas pérdidas de potencia del motor y actuar en consecuencia.
