Blog-Posts from abr 19, 2013

Roberto Carmach Botto, Gerente General Innovagen

La Ingeniería Eléctrica evalúa cada sistema de generación de energía en relación a la eficiencia en el proceso productivo, bajo este concepto se realizó un estudio para determinar un sistema que permitiera generar energía renovable de manera eficiente. Se determinó que para producir energía se debía presentar desde un punto de vista matemático, utilizando la ecuación eléctrica de potencia se debe multiplicar energía o ampere por el voltaje y obtener potencia o Watt. Esta ecuación de potencia es eficiente para producir energía porque es el producto de 2 variables, al incrementar cada variable aumentará la potencia obtenida, además cuando el voltaje aumenta disminuye la cantidad de energía que requiere un aparato eléctrico para funcionar.

Se necesita crear un sistema de generación de energía que permita compatibilizar las variables ampere y voltaje, para eso se utilizarán generadores de corriente alterna o alternadores para generar amperes, para trabajar el voltaje se necesitan baterías de ciclo profundo, de esta manera se pueden utilizar los datos obtenidos en la ecuación de potencia y obtener como resultado energía. Para hacer que el generador funcione óptimamente se necesita un motor eléctrico de corriente alterna logrando cambiar la condición de carga variable que presentan los sistemas actuales de generación de energía a una condición de carga continua, logrando ser más eficiente en el tiempo. Hasta el momento el sistema se compone de un motor, un alternador y baterías quedando pendiente como alimentar el motor de corriente alterna desde una fuente corriente continua o baterías. Para completar el circuito se requiere un transformador de corriente y voltaje permitiendo sacar energía desde las baterías para alimentar el motor eléctrico y distribuir el excedente a los consumidores, cuando el voltaje permita que se genere excedentes. La unión e interacción correcta de cada elemento conforma un sistema de generación de energía renovable no convencional.

Para evaluar al sistema en términos de eficiencia se puede analizar desde varias perspectivas, en la ecuación utilizada para dimensionar el sistema se observa que al despejar la variable energía o ampere resulta en la división de la potencia o podemos llamarlo consumo con el voltaje, entonces cuando el voltaje divide el consumo implica una disminución en los requerimientos de energía que se debe producir o la cantidad de amperes que se debe inyectar al sistema para autosustentarse. Un ejemplo práctico es la comparación de un sistema en 24V y otro en 48V, es que el sistema de 24V utiliza un motor unido al alternador que en conjunto refleja un consumo 2000W y el alternador produce una cierta cantidad de energía de manera continua por ejemplo 90A. Comparando el mismo trabajo pero en un sistema de 48V, primero se requiere conectar 2 sistemas motor-alternador de 24V pero en serie alcanzando los 48V, implica agregar otro motor-alternador generando supuestamente el doble de consumo, pero eso no es así, al elevar el voltaje los 2 sistemas de generación de 24V motor-alternador y de acuerdo a la ecuación tenemos 4000W de consumo pero al dividir la potencia por el voltaje de 48V, refleja que se obtiene el mismo consumo de un sistema de 24V. Sin embargo la producción del alternador o energía se ve incrementada en un 100%, debido a que el sistema de 48V presenta el mismo consumo que el sistema de 24V, pero como el sistema de 48V tiene 2 alternadores, entonces cargará el doble que un sistema de 24V, es decir el sistema se vuelve mas eficiente.

En el caso de un sistema trifásico en 480V, con 20 alternadores de 24V en serie que hacen 480V y 40 baterías de 12V en serie que hacen 480V, compatibilizando los voltajes de trabajo y lograr realizar el proceso de generación de energía hacia los acumuladores. Se implementan los 20 motores necesarios para realizar trabajando en potencia trifásica, permitiendo disminuir considerablemente el consumo del proceso de generación, las pérdidas de carga producto de los elementos propios del sistema y la implementación de componentes electrónicos para automatización, control y todos los elementos eléctricos que serán conectados al sistema se comportarán con el mismo criterio, todo el sistema y los componentes disminuyen su consumo, pero como consecuencia de elevar el voltaje se deben implementar 40 alternadores y cada alternador entregaría en teoría el óptimo de 90A, por lo tanto al multiplicar por la cantidad de amperes se obtiene una capacidad de entrega de energía de 3600A en un tiempo determinado.

Si multiplicamos ahora la energía por el voltaje de trabajo en 480V entonces se puede producir 1.72Mw en aproximadamente 1 hora. Sin embargo estos valores son referenciales debido a la configuración y dependiendo de los elementos apropiados para el sistema. El concepto de que un alternador de 90A carga esa cantidad en 1 hora es errado, el alternador puede producir como máximo la capacidad descrita en la ficha técnica, pero la producción del alternador está determinado por el factor batería. Un ejemplo claro de la eficiencia de las baterías son las baterías convencionales para celulares de última generación compuesta de Litio, el tiempo de carga que requiere ahora las baterías de celulares disminuyeron considerablemente, basta un par de horas para completar el máximo de carga a diferencia de las tecnologías pasadas y tienen una mayor duración de tiempo. Los avances tecnológicos aplicados en cada elemento que componen el sistema electromecánico permitirán realizar los siguientes procesos, generación de energía, acumulación de la producción, distribución y retroalimentación de energía.

La Ingeniería  Mecánica cataloga este sistema bajo el concepto en Latín del "PERPETUUM MOBILE" y plantean que es imposible de realizar este proceso porque contradice las leyes de la termodinámica, no se puede generar energía de la nada por lo tanto eso es imposible. Como la palabra lo dice es un concepto y que en teoría no se puede lograr, porque si parte de 1 punto con un 100% de energía y en cada paso por los elementos existirá una disminución de esa energía, cada elemento que interactúe en el sistema perderá energía y cuando vuelva al punto de partida del ciclo en vacío llegará con un 60% y el sistema se detendrá en el tiempo. Por otro lado la Ingeniería Eléctrica lo postula desde el punto de vista de la eficiencia, cada elemento perderá eficiencia en el proceso y el sistema finalmente se detendrá.

Los conceptos utilizados para demostrar que efectivamente se puede lograr el PERPETUUM MOBILE siempre y cuando se le otorgue las herramientas tecnológicas y las condiciones favorables para este proceso se realice de manera eficiente. En este momento el sistema de generación electromecánica se encuentra en la etapa de pruebas en un sistema de 24V, permitirá seleccionar los elementos adecuados para realizar el trabajo, determinará rendimiento en cada proceso y finalmente se determinará en que voltaje se obtendrá el mítico concepto del movimiento perpetuo y los elementos necesario para lograr este objetivo.

Finalmente en 4 años de estudio, desarrollo de prototipos, problemas de financiamiento y técnicos el proyecto presenta el mayor desafío una condición humana, "El hombre jamás podrá creer en algo, que no capaz de comprender".         

Roberto Carmach Botto, Gerente General Innovagen