16/03/23
Los vampiros eléctricos existen y consumen electricidad aún cuando no están funcionando. Hay soluciones como los enchufes inteligentes o la domótica.
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Una batería de condensadores es un sistema eléctrico que actúa de forma automática para equilibrar la energía reactiva de una instalación. Esto permite potenciar la eficiencia energética y reducir la factura de la luz, sobre todo en grandes consumidores.
Estos dispositivos no solo te ayudan a ahorrar y a proteger el medioambiente al hacer un mejor uso de los recursos, sino que incrementan la seguridad de tu instalación eléctrica y favorecen una mejor gestión de las instalaciones de autoconsumo de energías renovables.
Si no sabes qué es una batería de condensadores, cómo funciona y para qué sirve, sigue leyendo.
¿Qué es una batería de condensadores?
Una batería de condensadores (también conocida como banco de condensadores o banco de capacitadores) es un equipo eléctrico capaz de detectar la energía reactiva inductiva y aportar energía reactiva capacitiva para anularla.
La potencia de estos sistemas se expresa en kilovoltamperios reactivos (kVAr) que se reparten en grupos que estas baterías conectan y desconectan en función de la demanda y la necesidad.
Permítenos aclarar que la energía reactiva corresponde a una parte de la electricidad de una instalación que no se convierte en energía útil, pero que puede sobrecargar la red. Si esto ocurre, vas a pagar más luz sin justificación real.
Para evitarlo las baterías de condensadores se suelen instalar en empresas e industrias con un alto consumo de luz, así como en equipos que pueden solicitar energía reactiva (como transformadores, motores o sistemas de climatización e iluminación), con el objetivo de mejorar la eficiencia energética y reducir costes.
¿Para qué sirve una batería de condensadores?
Una batería de condensadores cumple con funciones esenciales para la eficiencia energética, el ahorro y la seguridad de instalaciones eléctricas de alto consumo.
Son muy útiles en fábricas con maquinaria y motores eléctricos, hospitales, centros sanitarios, restaurantes, hoteles, centros comerciales u oficinas porque:
- Corrige el factor de potencia en sistemas eléctricos propiciando que se utilicen mejor.
- Protege de subidas o bajadas de tensión, pudiendo estabilizar la tensión en redes con mucha carga inductiva.
- Reduce la energía reactiva que demanda la red, y libera capacidad en los transformadores y líneas eléctricas, pues reduce la corriente total.
- Almacena temporalmente energía.
- Minimiza las pérdidas de energía en cables y equipos.
- Ayuda a evitar penalizaciones económicas en la factura de luz por excesos de energía reactiva. Pueden aplicarse cuando este tipo de energía supera el 33 % de la energía activa que se consume, por ejemplo.
Aunque los grandes consumidores son los primeros beneficiarios, las baterías de condensadores ayudan a las viviendas que cuentan con muchos dispositivos electrónicos a mejorar considerablemente la calidad de la red interna y reducir las pérdidas de energía.
¿Cómo funciona una batería de condensadores?
El funcionamiento básico de una batería de condensadores se basa en suministrar la energía reactiva que necesitan los receptores, evitando que sea absorbida de la red, y el factor potencia sea próximo a 1. Este factor expresa la relación entre la energía activa (la potencia real y útil) y la aparente (suma vectorial de la potencia activa y la reactiva).
En otras palabras, una batería de condensadores almacena energía eléctrica y la libera cuando es necesario para contrarrestar la energía reactiva presente en la red.
Para entrar en detalle en su funcionamiento es preciso que conozcas sus componentes:
- Condensadores. Almacenan y liberan energía reactiva cuando es necesario.
- Contactores. Conectan y desconectan los condensadores por orden del regulador en función de la estrategia de gestión energética.
- Unidad electrónica de regulación. Gestiona automáticamente los condensadores a través de los contactores bajo criterios de eficiencia energética.
Gracias a este proceso, las baterías de condensadores compensan la potencia reactiva, facilitando una distribución más eficiente de la energía eléctrica y evitando la sobrecarga de los equipos y cableado.
¿Qué tipos de baterías de condensadores existen?
Existen diferentes tipos de baterías de condensadores en función de su forma de conexión y aplicación, y que van a definir el esquema a utilizar. Así, puedes encontrar baterías de condensadores automáticas, de maniobra estática o fija, desintonizadas o sistemas mixtos, o con filtros activos.
Las vamos a abordar a través de los diferentes esquemas.
¿Qué es el esquema de baterías de condensadores?
El esquema de baterías de condensadores es un diagrama eléctrico que representa cómo se conectan los distintos componentes de una batería de condensadores.
Te ayuda a entender cómo se alimenta, controla, mide y protege la batería, y cómo debes dimensionar, instalar y mantener de forma adecuada el equipo. Todo ello, garantizando el cumplimiento de las normativas de seguridad y eficiencia.
Existen diferentes esquemas en función de las características de la instalación y las necesidades específicas:
- Esquema fijo. Se aplica a cargas constantes, como las de un transformador.
- Esquema automático con contactores. Se instala en carga variable, pero sin muchos armónicos o distorsiones de red. Regulan el Cosφ, esto es, ajustan automáticamente el factor de potencia.
- Esquema con tiristores. Sirve cuando se requiere una respuesta rápida (en milisegundos) y sin conmutaciones mecánicas. Los escalones (grupos de condensadores que forman este tipos de baterías) se conectan mediante dispositivos electrónicos de conmutación (tiristores) en vez de con contactores electromecánicos.
- Esquema desintonizado. Es la solución adecuada para instalaciones donde hay armónicos en la red eléctrica.
Principales ventajas de una batería de condensadores
Las baterías de condensadores brindan muchas ventajas en la gestión del consumo eléctrico:
- Optimizan el rendimiento energético. Mejoran el factor de potencia, minimizan las pérdidas de energía y maximizan la eficiencia.
- Reducen las penalizaciones económicas. Reducen la energía reactiva evitando cargos en la factura eléctrica.
- Incrementan la capacidad de la instalación. Liberan los transformadores y las líneas de cargas que no son necesarias. De esta manera, permiten conectar más equipos y ampliar la infraestructura de forma sostenible, en muchas ocasiones sin necesidad de incrementar la potencia contratada.
- Protegen los equipos eléctricos. Estabilizan la tensión y reducen el estrés de los equipamientos, lo que ayuda a incrementar su vida útil.
- Reducen el consumo total de energía activa. Como consecuencia, también se reducen las emisiones de CO2 y la huella de carbono.
- Son compatibles con energías renovables como las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico o eólico. Estabilizan la tensión y mejoran la calidad del suministro de fuentes de energía variables.
- Proporcionan una durabilidad de entre 10 - 15 años con un correcto mantenimiento, lo que permite rentabilizar la inversión. Además, puedes disfrutar de sus beneficios a través de un renting tecnológico con empresas que te ofrezcan una financiación de la batería.
Batería de condensadores: cálculo
Si te preguntas cómo dimensionar correctamente una batería de condensadores, hemos de precisar que depende de múltiples factores como el consumo eléctrico, el tipo de equipos instalados, el modo de funcionamiento de las cargas, entre otros.
¿Cómo calcular una batería de condensadores en una instalación nueva?
Cuando se trata de instalaciones nuevas, el cálculo inevitablemente es teórico y preventivo, al no haber aún datos de consumo real. Suelen seguirse estos pasos:
- Identificar la potencia activa de cada carga.
- Obtener el factor de potencia de cada carga (si puede estimar o considerar la ficha técnica).
- Determinar el factor de potencia objetivo.
- Calcular los kVA que se necesitan para corregir el factor de potencia.
- Aplicar un margen de seguridad que suele situarse entre un 10 % o 25 %. Esto permite cubrir ampliaciones futuras.
- Elegir el tipo de batería, es decir, si necesitas una convencional o una desintonizada, por ejemplo.
¿Cómo calcular una batería de condensadores en una instalación existente?
En este caso, el cálculo va a ser más preciso gracias a los datos reales existentes. Uno de los métodos más sencillos que puedes utilizar es analizar las facturas de luz del último año.
De esta manera, vas a obtener un consumo total de energía activa (kWh), y el consumo de energía reactiva (kVArh) o los valores de los maxímetros. A continuación, necesitas calcular la potencia reactiva necesaria para corregir el factor de potencia.
Idealmente, puedes utilizar un analizador de redes que te va a permitir obtener datos más precisos como el Cosφ instantáneo, la distorsión armónica total (TDH), los picos de demanda y el perfil horario de consumo.
¿Cómo puedes maximizar los beneficios de las baterías de condensadores?
En cierta medida, las baterías de condensadores pueden ser consideradas sistemas de gestión inteligentes de la energía eléctrica: brindan eficiencia, ahorro y seguridad.
Para potenciar sus bondades puedes combinarlas con una instalación de autoconsumo fotovoltaico con un sistema de monitorización y gestión avanzada de la energía en tiempo real.
Además, puedes beneficiarte de ayudas y subvenciones para el autoconsumo.
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