Amperios y Amperios hora

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La capacidad de una batería, también denominada carga eléctrica, se mide en Ah (Amperios hora). Indica la cantidad de carga eléctrica que pasa por los terminales de una batería si esta proporciona una corriente eléctrica de 1 A durante una hora.

Por capacidad de una batería entenderemos, por tanto, la cantidad de electricidad que puede almacenar durante la carga y devolver durante la descarga.

Por ejemplo, una batería con una capacidad de 60 Ah podría suministrar energía a un consumidor de 10 A durante seis horas, o bien, suministrar energía de 6 A durante diez horas.

Estas unidades (Ah y A) están relacionadas entre si, al igual que ocurre con las unidades de potencia (watios) y energía (julio). La fórmula clásica que relaciona estas dos magnitudes es:

donde P es la potencia, medida en watios, W es la fuerza medida en julios y t es el tiempo medido en segundos.

En cuanto a la potencia eléctrica de un consumidor o un generador, vendrá dada por la siguiente relación:

donde P es la potencia, medida en watios, I es la intensidad de la corriente medida en amperios (consumo eléctrico del dispositivo) y T es la tensión eléctrica medida en voltios.

Sustituyendo en las expresiones:

El tiempo de carga o descarga de una batería estará relacionado con la carga eléctrica de la batería y el consumo eléctrico del dispositivo, o dispositivos, a los que esté conectada, como se indica en la siguiente expresión:

Ejemplo 1: Calcular durante cuanto tiempo podría una batería de un automóvil de 60 Ah, mantener encendidas las luces de posición del vehículo, sabiendo que tiene cuatro bombillas de 5 W cada una.

En el Sistema Internacional la unidad de carga eléctrica es el culombio (C). Siendo 1 Ah equivalente a 3.600 C y por lo tanto 1 A · s = 1C. (1 hora son 3.600 segundos).

La unidad utilizada para medir la energía acumulada en una batería es el Julio. De esta forma, para calcular la energía máxima que podrá acumular una batería, deberemos utilizar la siguiente expresión:

Ejemplo 2: Calcular la energía acumulada en la batería de un vehículo que tiene 640 A de intensidad de corriente.

Centrales reversibles de bombeo flexibles

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En Europa se ha impulsado el proyecto eStorage[1] con el objetivo de llegar a almacenar 2.290 GWh de energía mediante un sistema de almacenamiento de energía hidráulica en distintos embalses. El desarrollo del proyecto permitirá multiplicar por siete el almacenamiento de energía de las centrales hidráulicas en la UE.

Mediante un sistema de información geográfica se han localizado las ubicaciones posibles de centrales eléctricas reversibles. Comunicando dos o más centrales hidroeléctricas se puede incrementar la disponibilidad energética sin tener que construir nuevas centrales, lo que implicaría un menor coste para todo el sistema.

Tanto las ubicaciones más idóneas, como el detalle de su funcionamiento siguiendo criterios nacionales y regionales ya se han realizado, lo que ha permitido tener una lista de emplazamientos posibles clasificados según el potencial de almacenamiento.

Las zonas con mayor potencial están situadas en Noruega y Suiza, así como Austria, Italia, Francia y España.

Las centrales reversibles convencionales, aunque más eficientes que las centrales hidroeléctricas clásicas, tienen el inconveniente de poder regular la potencia sólo en modo generación, no en modo bombeo.

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[1] Mas información sobre el proyecto en: www.estorage-project.eu

Impuesto al Sol

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La ley en relación con el autoconsumo, tiene por finalidad garantizar un desarrollo ordenado de la actividad, compatible con la necesidad de garantizar la sostenibilidad técnica y económica del sistema eléctrico en su conjunto. 

En este sentido, el articulado de dicha ley establece la obligación de las instalaciones de autoconsumo de contribuir a la financiación de los costes y servicios del sistema en la misma cuantía que el resto de los consumidores. De manera simplificada, los consumidores eléctricos abonan en sus facturas tres conceptos económicos:

1. El coste de las redes,
2. El resto de costes del sistema (fundamentalmente retribución a las renovables, cogeneración y residuos) y
3. La energía (incluyendo el respaldo del sistema).

Así los consumidores que realizan autoconsumo abonarán los peajes de acceso a las redes de transporte y distribución como contribución a la cobertura de los costes de dichas redes y serán abonados por el uso real que se realiza de ellas, es decir, por la potencia contratada y la energía medida en el punto frontera asociada a ella.

Los cargos serán de aplicación a todos los consumidores como contribución a otros costes del sistema eléctrico que son, principalmente:

1. Los destinados a cubrir las cuantías que correspondan del régimen retributivo específico de la actividad de generación a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración de alta eficiencia y residuos,
2. De la retribución del extracoste de la actividad de producción en los sistemas eléctricos en los territorios no peninsulares, y
3. Las anualidades correspondientes al déficit del sistema eléctrico, con sus correspondientes intereses y ajustes.

Estos costes derivados de decisiones de política energética, deberán ser financiados por los consumidores conectados al sistema eléctrico, de manera "solidaria".

La gran polémica que el Real Decreto ha generado en la opinión pública, asociaciones empresariales y partidos políticos en la oposición, viene derivada por los costes que el autoconsumidor debe asumir como consecuencia del denominado respaldo solidario del sistema. Este es el denominado popularmente como “impuesto al sol”.

El ejecutivo justifica su implantación, porque el autoconsumidor tiene a su disposición una red eléctrica que podrá utilizar cuando quiera y por lo tanto debe pagar por ello. El problema es que este pago debe realizarlo utilice o no utilice la red eléctrica.

En el Real Decreto existe una disposición transitoria que en principio deja exento de pago de este impuesto a ciertas instalaciones. Sin embargo, una disposición transitoria puede eliminarse o modificarse en cualquier momento, por lo que genera gran incertidumbre al posible instalador.

Además, todos los partidos políticos, excepto el del gobierno, han aprobado un manifiesto en el que se comprometen a derogar el Real Decreto cuando alcancen el gobierno.

En cuanto al registro de instalaciones que impone el Real Decreto, ha tenido escasa repercusión, ya que se estima que ha mediados de 2016 sólo estaban inscritas una 20% de las instalaciones de autoconsumo efectivamente en funcionamiento en el país, cuando debían estar ya todas inscritas.  El plazo finalizó en abril de 2016.

Tampoco se conocen sanciones por la falta de registro, aunque el Real Decreto también las regula.

Por último, no se tienen referencias de que ningún usuario haya pagado todavía el “impuesto al sol” aunque las instalaciones inscritas tienen obligación de hacerlo.

No obstante, al existir una legislación que regula el autoconsumo en España, algunos promotores y familias han decidido realizar la instalación y registrarla. Sin duda, una revisión en profundidad del Real Decreto, con una adaptación a la realidad del sector posibilitaría una gran difusión de este sistema energético que no tiene otro objetivo que incrementar la independencia energética del país, mejorar su situación ambiental y reducir el coste de la factura eléctrica de las familias.

Origen de la energía eléctrica consumida en España

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Se ha conocido el último informe de REE en el que pone de manifiesto que en el primer trimestre de 2016 el 50,6% de toda la electricidad consumida en el país ha tenido origen renovable.

La eólica, con el 27,3%, ocupa un lugar destacado en cuanto a producción de energía tanto de origen renovable, como no renovable, ya que es la tecnología que más energía eléctrica aporta a la red. Las siguientes tecnologías que le sigue en el ranking son la energía nuclear y la hidráulica.

El carbón y la cogeneración (con casi un 10% de aportación en cada caso) son las otras tecnologías, por orden de importancia que les siguen.

Destaca en este somero análisis el crecimiento que ha tenido la industria del carbón, en los últimos años, en la producción de energía eléctrica en el país. Esta participación sólo se justifica por dos motivos:

1. La gran disminución de la producción industrial del país, debido a la ya institucionalizada crisis económica, ha permitido que las emisiones globales de CO2 hayan disminuido en los últimos años. Por lo tanto, puede incrementarse la contaminación atmosférica proveniente de centrales térmicas de carbón sin perjudicar seriamente los compromisos en materia de contaminación atmosférica asumidos por España.

2. La situación política delicada del país hace que el gobierno no se plantee más recortes a un sector que tradicionalmente ha sido muy reivindicativo y que ha tenido gran apoyo sindical y social. Las manifestaciones y huelgas de trabajadores del sector minero son, con diferencia, las más violentas y mediáticas que se producen en el país y eso que actualmente no son más de 4.000 empleos los que dependen directamente de este sector. Si lo comparamos con los más de 5.000.000 de desempleados que ha llegado a tener el país el porcentaje de trabajadores afectados es realmente irrisorio.

Diferencia entre kW y kVA

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Cuando se estudia la potencia eléctrica de un determinado componente de una instalación, puede medirse esta en W o VA. 

De esta forma, para grandes instalaciones puede representarse la potencia de las máquinas en 1.500 kW, o bien, 1.800 KVA, por ejemplo. Estos dos términos pueden interpretarse como sinónimos, ya que la formula original de la potencia eléctrica es: 

 P(W) = T(V)·I(A) 

donde P es la potencia medida en watios, I la intensidad o corriente que fluye por el circuito medida en amperios y T es la tensión eléctrica medida en voltios. 

Por lo tanto, podríamos concluir, precipitadamente, que: W = VA. Sin embargo, por convención, no significan lo mismo. 

Esto es así porque los componentes eléctricos conectados a un circuito tienen picos de consumo que para el caso de motores son muy elevados y mayores que los que definen su potencia estandar. Para verlo más claro vamos a poner un ejemplo. 

Pensemos en una vivienda que tiene, entre iluminación, electrodomésticos, aire acondicionado y calefacción, una potencia instalada de 2.500 W (esta potencia se obtiene sumando los valores que cada fabricante añade a los distintos equipos). Por lo tanto, podremos afirmar que esa vivienda tendrá una potencia instalada de 2,5 kW. 

 Ahora supongamos que la vivienda está vacía y que durante un mes sólo conectamos todos los equipos durante dos horas para probar el buen funcionamiento de la instalación. Luego cerramos la vivienda y no se vuelve a consumir nada más. 

Por lo tanto, el consumo de energía eléctrica de la vivienda ese mes es: 2,5 kW • 2 horas = 5 kWh. 

Sin embargo, al llegarnos la factura de la compañía eléctrica al mes siguiente la facturación la realizan por 5,5 kWh. Esta diferencia se produce porque las máquinas eléctricas, al conectarse, consumen los denominados picos de potencia. 

La forma de limitar estos picos de potencia de los motores llamados inductivos, es instalando condensadores que naturalmente también tendrán su consumo eléctrico. 

La diferencia entre las dos unidades (W y VA) la determina el Factor de Potencia y se define como el coseno del ángulo entre la corriente (A) y la tensión (V). 

En la práctica el factor de potencia lo determinan las características de cada equipo. Sin embargo, generalizar que para equipos electrónicos de uso habitual ese factor esta ajustado a un 90% de eficiencia. En el caso de grandes motores puede bajar hasta el 35%. Cuando se conoce el factor de potencia de un equipo se puede obtener la unidad de kVA:

kVA = kW / FP 

Calcularemos las kVA de un equipo inductivo que tiene una potencia de 3.300 W (3,3 kW) y su factor de potencia (FP) es de 80%. 

 kVA = 3.300 kW/0,8 = 4.125 kVA