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Cómo calcular la potencia que necesitamos en un grupo electrógeno

Como calcular la potencia que necesitamos en un grupo electrógeno
Tal y como dijimos en la entrada anterior, cuando nos decidimos a comprar un grupo electrógeno es muy importante elegir bien la potencia de éste, para asegurarnos que pueda satisfacer nuestras necesidades.

Ésta es una decisión muy importante ya que nos ahorrará problemas y costes futuros. Una correcta selección de la potencia del grupo electrógeno nos garantizará una entrega eficiente de energía, un cuidado de la vida útil del generador y un correcto consumo de combustible.

Un grupo más pequeño de lo necesario (infradimensionado) nos supondrá problemas porque será insuficiente, y bien o no podremos satisfacer nuestras necesidades o tendremos problemas por sobrecargas o parecidos, ya que el grupo trabajará constantemente de forma forzosa dentro de la potencia de emergencia.
Por el contrario, un grupo mucho más grande de lo necesario (sobredimensionado) nos supondrá asumir un coste innecesario en la compra, en mantenimientos y en consumos.

Primeras preguntas a plantearse…
Lo primero que debemos hacer para poder calcular la potencia necesaria es plantearnos que necesitaremos conectarle simultáneamente, como se va a conectar y la frecuencia con que se va a utilizar el grupo electrógeno.

¿Qué vamos a conectar?
Por lo que hace referencia a lo que vamos a conectar, necesitaremos saber las potencias de todos los aparatos, herramientas, máquinas, equipos, etc. que van a conectarse simultáneamente; ya que el grupo debe generarnos suficiente potencia para alimentarlos.

Decir que debemos evaluar siempre la posibilidad de apagar algunos aparatos al conectar otros, ya que quizás no sea necesario que todos funcionen a la vez, y si esto es posible nos puede disminuir bastante el coste debido a que tendremos menos necesidad.

¿Cómo necesitamos que se conecte?
Como se van a conectar es otra variable muy importante, ya que en muchos aparatos o maquinas el consumo en el arranque es muy superior, hecho que implica que el consumo necesario puede ser muy diferente según si tenemos la necesidad de arrancar todos los equipos simultáneamente o por el contrario los podemos conectar de forma secuencial.

¿Con que frecuencia se utilizará el grupo electrógeno?
Si el grupo electrógeno será utilizado únicamente en casos de emergencia implica que éste trabajará solo en casos puntuales, y por lo tanto podemos ajustar bastante la potencia, ya que no tiene importancia si el grupo trabaja ocasionalmente dentro del rango de potencia de emergencia.

Por el contrario, en situaciones donde el grupo será la fuente principal de energía, debemos calcular entre un 10% y un 35% de potencia de más, con el fin que el grupo electrógeno trabaje dentro del entorno de potencia continua y no el de potencia de emergencia, trabajando así de forma eficiente, con un correcto consumo de combustible y garantizando una larga vida útil del grupo electrógeno.

 
Una vez respondidas las preguntas principales…
Una vez nos hemos respondido a estas tres preguntas, vamos a proceder a calcular la potencia necesaria, la cual dependerá de la cantidad y tipo de aparatos eléctricos que vayamos a conectar.
Definiciones básicas para proceder al cálculo:

1CV = 736W = 0,736 kW
Un motor de un caballo de potencia equivale a un motor de 736W.

Potencia activa (kW) = Potencia reactiva (kVA) * Factor de potencia (f.d.p)
Esta fórmula nos dice que la potencia que realmente necesitamos no es únicamente la potencia que genera energía y puede absorber el aparato, sino también la que se utiliza y se pierde en el circuito.

El factor de potencia depende del aprovechamiento de energía que tengamos, pero para hacer los cálculos cogeremos el valor más habitual que es 0,8.
Cálculo de la potencia constante…
Ahora si que ya vamos a proceder a calcular la potencia constante necesaria del grupo electrógeno, refiriendonos con la potencia constante la potencia consumida sin tener en cuenta los picos de arranque, es decir, con los aparatos o equipos ya en marcha.

Lo más recomendable es hacernos alguna tabla o listado con el consumo de todos los aparatos que vamos a tener que conectar, y sumar la potencia de todos los que vamos a tener que conectar simultáneamente.

Teniendo en cuenta el tipo de arranque…
El consumo de potencia en el arranque puede ser entre 2 y 5 veces más grande que el consumo constante arrancado, dependiendo del tipo de arranque del motor.
Aquí deberemos saber que tipo de arranque tiene cada aparato (ligero, medio o gravoso) con el fin de calcular la potencia consumida en el arranque de cada aparato y asegurarnos así que el grupo será capaz de arrancarlos.

Para haceros una idea, aquí os damos un listado con los posibles tipos de arranque y sus picos de arranque:

Arranque ligero: Turbinas, ventiladores, bombas de superficie, herramientas eléctricas, maquinas de arranque en vacio, etc. El pico de arranque de estas maquinas es x2 o x3 respecto la potencia constante.
Arranque medio: Reductoras, cintas transportadoras, bombas sumergidas, compresores, máquina de arranque bajo carga, etc. El pico de arranque de estas maquinas es x3 o x4 respecto la potencia constante.
Arranque gravoso: Grúas, aparatos de elevación, pulidoras suelo, etc. El pico de arranque de estas maquinas es x4 o x5 respecto la potencia constante.  
A partir de aquí ya podemos calcular la potencia necesaria de nuestro grupo electrógeno...

Una vez tenemos las potencias de arranque y las potencias constantes, haremos el cálculo total de la potencia necesaria según los aparatos que debamos conectar simultáneamente o secuencialmente y la forma en que los vayamos a conectar. La situación más crítica será siempre en los picos de arranque.

De aquí obtendremos un valor de potencia activa en kW, que una vez aplicado el factor de potencia (f.d.p) tal y como hemos indicado en las definiciones básicas, nos dará por resultado la potencia real o aparente (kVA) que necesitará nuestro grupo electrógeno. Los grupos electrógenos se identifican universalmente por la potencia en kVA.

kVA = kW / f.d.p  --> kVA = kW / 0,8

 
Recomendamos aplicar un margen de seguridad…
Debemos decir que a la potencia necesaria del grupo electrógeno que nos ha dado por resultado, siempre es recomendable aplicarle un aumento como margen de seguridad (10-20%), ya que así:

Evitamos que trabaje al 100% de su capacidad.
Nos aseguramos que tenemos un margen para si queremos conectarle alguna otra cosa o por si hemos hecho algún cálculo mal.
Nos aseguramos que si el grupo tiene una disminución del rendimiento (ya sea por las condiciones atmosféricas, temperatura ambiental, altitud, etc.) no nos va a perjudicar.
Etc.
Una vez aplicado el margen de seguridad, ya tenemos la potencia aproximada que debe tener el grupo electrógeno que vamos a comprar.

En resumen...
Sumar las potencias de todos los aparatos que vamos a conectar, teniendo en cuenta que quizás no todos van a tener que funcionar a la vez.
Tener en cuenta el pico de arranque, ya que el arranque en ciertos motores aumenta mucho la potencia necesaria. Aquí debemos contemplar las distintas opciones ya que quizás no sea necesario que se enciendan todos a la vez.
Una vez tenemos los kW que necesitamos, lo vamos a dividir por el factor de potencia (0,8) para obtener los kVA.
Aplicarle un margen de seguridad de un 10-20% y redondear hacia arriba.
Finalmente solo nos queda comprar un grupo electrógeno de calidad que satisfaga la potencia resultado.

 

Observaciones finales
Decir que también podemos calcular la potencia necesaria de nuestro grupo mediante:

La factura de la luz. Si tenemos la totalidad del consumo que necesitamos satisfacer en una factura como en el caso de un grupo de emergencia para una casa. Teniendo en cuenta el pico del máximo valor de kW dentro del último año.

Cálculo intensidad. Mediante el cálculo de la intensidad con un amperímetro teniendo todo lo necesario conectado y posteriormente aplicando la fórmula de la potencia:
Potencia (P) = Voltaje (V) x Intensidad (I)
Otra forma rápida de hacerlo cuando tenemos los CV del motor a alimentar. kVA necesarios = 2|3|4|5 (según tipo arranque motor) * CV del motor

 

Recomendaciones finales
Conecte siempre los aparatos en orden de mayor a menor consumo.
Deje trabajar el grupo por 1-2 minutos antes de conectar cualquier aparato.
Desconecte los aparatos antes de parar el motor del generador.

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