Electricidad: ¿Cómo funciona?
Dado que la electricidad no se puede ver, oler ni oír (cuando todo es correcto), es una tecnología que puede ser más difícil de entender. Sin embargo, durante el último siglo hemos dependido cada vez más de la energía eléctrica. Solo hace falta que se produzca un apagón para que todos nos demos cuenta de lo mucho que dependemos de la electricidad para satisfacer nuestro lujo, seguridad y comodidad.
El lujo, la seguridad y la comodidad que damos por sentados en casa o en el trabajo también se valoran a bordo de un yate o en una autocaravana. Lo mismo sucede cuando se trabaja en lugares donde no se dispone de conexión a la red eléctrica, como remolcadores, barcazas u obras publicas.
Mastervolt lleva más de 25 años especializada en el suministro de electricidad fiable en ubicaciones sin conexión a la red publica. Para conocer mejor nuestros productos, permítanos primero que le proporcionemos una breve explicación de los términos principales.
La tensión y la corriente suministran potencia
La actividad principal de Mastervolt es la conversión eléctrica. Y la variable principal que puede convertirse en el campo de la electricidad es la tensión. La tensión eléctrica es la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito eléctrico.
Distinguimos dos tipos de tensión: Corriente Alterna (CA) y Corriente Continua (CC). La tensión se mide en voltios (V), y la frecuencia de CA se mide en hercios (Hz); es la rapidez a la que la tensión alterna.
- Corriente Alterna (CA) (tensión) es la electricidad que sale de los enchufes domésticos y que se utiliza para la mayoría de los electrodomésticos. En Europa es de 230 V 50 Hz y en EE. UU, de 120 V o 240 V 60 Hz.
- Las baterías y los paneles solares suministran Corriente Continua (CC). Las baterías son esenciales porque ofrecen la posibilidad práctica de almacenar energía eléctrica. La tensión de las baterías normalmente es de 12 V o 24 V. Otra posibilidad es 48 V, que suele darse únicamente en la propulsión eléctrica.
Aunque las baterías almacenan corriente continua, necesitamos corriente alterna para proporcionar alimentación eléctrica a los electrodomésticos. Esto requiere convertir la tensión continua en alterna.
Otro término que utilizamos es corriente (I), medida en amperios (A). La corriente ‘fluye’ por el cableado cuando se están utilizando electrodomésticos. La cantidad de corriente que fluye por el cableado puede variar enormemente (dependiendo del dispositivo conectado y la tensión empleada). Por ese motivo es tan importante que los cables tengan el grosor adecuado, porque el sobrecalentamiento de los cables eléctricos puede tener consecuencias graves.
Un río por donde fluye el agua, un cable conductor de corriente eléctrica o un ciclista pedaleando en dirección opuesta al viento... Todos experimentan resistencia.
En el campo de la electricidad, esta resistencia (R) se expresa en ohmios (Ω). La resistencia es importante porque causa pérdidas en forma de calor, un factor a tener en cuenta. La pérdida de tensión se produce en los cables y, si no se tiene en cuenta, la tensión al final del cable no será suficiente para encender el electrodoméstico que deseamos utilizar.
Todas las variables mencionadas proporcionan potencia (P), que se expresa en vatios (W). La potencia de salida de todos los aparatos eléctricos se expresa en vatios: microondas de 900 W, bombillas de 60 W, generadores de 4000 W y lavadoras de 2500 W.
Para simplificar la terminología y la lectura, hablamos de kilovatios (kW), donde 1000 W equivalen a 1 kW. Para vincular el consumo con un periodo de consumo, utilizamos una unidad temporal en que la potencia eléctrica se genera o consume, concretamente una hora. Juntas, forman los kilovatios hora (kWh).
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La relación entre estas unidades se expresa en fórmulas que representan las ‘leyes’ de la electricidad. V = diferencia de potencial expresada en voltios (V) La Ley de Ohm es la fórmula más importante. V = I x R Dado que a menudo utilizamos el término potencia, la siguiente fórmula se utiliza frecuentemente para determinar la potencia: P = V x I |
El cableado adecuado
Contar con el cableado adecuado es esencial para la seguridad y la eficiencia. Un diámetro incorrecto puede provocar el calentamiento de los cables y provocar un incendio. No se trata solo de teoría; cada año se pierden embarcaciones y buques de investigación debido a incendios que suelen ser ocasionados por un cableado inadecuado.
A demás de ser más seguro, el calibre de cable adecuado también garantiza que el cargador de baterías e inversor rinde al máximo. Utilizar cables más finos de los recomendados para conectar el cargador de baterías e inversor (conjunto) podría causar una excesiva pérdida de tensión a través de los cables, lo cual provocaría una tensión de carga excesivamente baja en los terminales de las baterías. A su vez, esto conlleva que las baterías no se carguen suficientemente, lo cual afecta negativamente a su vida útil. Utilizar cables más finos que los recomendados para el inversor le impedirá utilizar la capacidad máxima de las baterías. En este caso, las grandes pérdidas (a través del cable) provocan que la tensión de entrada de CC del inversor sea (muy) inferior a la tensión real de la batería, lo cual hace que el inversor se apague demasiado pronto y no utilice toda la capacidad de las baterías. Por eso a menudo la gente utiliza cables más gruesos de los que se necesitan.
Dimensiones de los cables de conexión
Como tensiones más bajas implican corrientes más altas, es más importante utilizar un grosor de cable adecuado.
La corriente (A) es más alta porque la corriente continua con 12 V o 24 V es más baja que la corriente alterna con 230 V mientras que la potencia (requerida) sigue siendo la misma. Como resultado, la corriente aumentará tal que P = V x I.
Puede utilizarse la siguiente regla de tres:
- Para sistemas de CC de 12 o 24 V, 3 A por cada mm2 de diámetro de cable.
- Para sistemas de CA de 230/120 V, 6 A por cada mm2 de diámetro de cable.
Ejemplo: Si una batería o cargador de baterías suministra una corriente 75 A, necesitará un cable de al menos 25 mm2.
Generación de electricidad
Hay varias formas de generar electricidad:
- Mediante un generador de gasolina o diésel a bordo (normalmente CA, también disponible en CC).
- Mediante el/los alternador/es del motor principal.
- Red eléctrica general (CA).
- Paneles solares (CC).
- Generador eólico (CA o CC).
Conversión
La electricidad generada puede ser utilizada inmediatamente o almacenada en las baterías mediante un cargador de baterías. Un cargador de baterías convierte la tensión de CA en CC. Un inversor normalmente convierte una tensión baja de CC de 12/24 voltios en tensión de CA de 230/120 voltios, 50 o 60 Hz. También puede encontrar conversores CC-CC; estos dispositivos convierten la tensión de CC en otro valor de CC, por ejemplo, 24 V de una batería en 12 V para alimentar su equipo de navegación.
Nota:
Para diseñar un sistema eléctrico completo se requieren amplios conocimientos, experiencia e información (¡este tema ha ocupado enciclopedias enteras!). Los distribuidores de Mastervolt están a su disposición.