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Aunque en la mayoría de los hogares hay varios electrodomésticos, muy pocos habitantes conocen la diferencia entre corriente alterna y continua. ¿Debería importarle a la gente si los electrodomésticos utilizan corriente alterna o continua? Sí. Conocer la diferencia le ayudará a comprender mejor la eficiencia energética e incluso puede ahorrarle algo de dinero. Comprender el concepto también le permitirá reconocer la importancia de un inversor de CC a CA.
Pero, ¿cuál es la diferencia entre la corriente continua y la alterna? ¿Qué es un inversor y un convertidor de potencia y cómo se diferencian?
Existe la idea errónea de que una casa necesita un inversor de CC a CA para transformar la electricidad de forma eficiente para uso doméstico. La verdad es que un inversor es lo que hace todo ese trabajo esencial. Siga leyendo para obtener más información sobre la electricidad y conocer el funcionamiento interno de su sistema eléctrico.
¿CÓMO FUNCIONA LA ELECTRICIDAD?
La electricidad, que es el flujo de energía o carga eléctrica, está presente en la naturaleza y en el hogar. La electricidad en el hogar es una fuente secundaria de energía porque se convierte a partir de fuentes primarias, que pueden ser cualquiera de las siguientes:
- Carbón
- Gas natural
- Energía nuclear
- Energía solar
- Energía eólica
Según la Administración de Información Energética de Estados Unidos, el gas natural (38%) es la fuente primaria de electricidad más común, seguida del carbón (22%) y las fuentes renovables (20%) que pueden ser eólica, hidráulica, solar, biomasa y geotérmica. Un 19% recurre a la energía nuclear, controvertida por motivos de seguridad y medioambientales.
Foto de la Administración de Información Energética de EE.UU.
Todo comienza con los átomos, compuestos por electrones, neutrones y protones. La electricidad se produce cuando una fuerza hace que los electrones fluyan de un átomo a otro. Este flujo de electrones se conoce como corriente eléctrica.
Existen dos tipos de corrientes eléctricas: la corriente alterna o alterna y la corriente continua o continua:
La corriente continua suele utilizarse en aplicaciones de bajo voltaje y baja corriente, como cargar las baterías de los dispositivos electrónicos. La CC también está presente en los paneles solares. Así pues, la tecnología fotovoltaica, o el uso de la energía solar para producir electricidad, utiliza esencialmente CC.
Sin embargo, cuando se trata de la mayoría de los hogares, la fuente de alimentación de CA es más común. La corriente alterna también se utiliza con más frecuencia entre los electrodomésticos normales porque es mucho más fácil generar y transportar corriente alterna a largas distancias.
En cambio, la corriente continua es el flujo constante y unidireccional de electricidad. Proporciona un flujo continuo de corriente o tensión.
EXPLICACIÓN DE LA TENSIÓN CONTINUA
Como su nombre indica, la corriente continua significa que la corriente fluye directamente o en una sola dirección. Los electrones se mueven de un átomo a otro en línea recta. Es habitual en electrodomésticos y aparatos electrónicos que utilizan pilas, células solares y termopares.
Foto de Wikipedia
VENTAJAS DE LA CC
La tensión continua tiene varias ventajas, como la ausencia de retardo en el circuito. Al ser unidireccional, la tensión es constante y no hay adelanto en el circuito.
Como la corriente fluye en una dirección, la electricidad siempre pasa a través de la carga, lo que significa que no hay potencia reactiva. La ventaja es que la potencia puede utilizarse de forma eficiente, con lo que se ahorra energía y dinero. Además, la corriente continua también puede almacenarse en baterías y condensadores.
DESVENTAJAS DE LA CC
La principal desventaja de la corriente continua es el problema de la conmutación, que dificulta la producción de energía eléctrica a alta tensión continua. Para ello se necesitan equipos adicionales, como un rectificador y un inversor.
EXPLICACIÓN DE LA CORRIENTE ALTERNA
Sin embargo, la corriente alterna no fluye en una sola dirección. Los lados positivo y negativo cambian o se alternan constantemente, al igual que la dirección en la que fluyen los electrones. Suele ser una onda sinusoidal pura, es decir, una onda estable y continua con oscilaciones suaves y periódicas.
Foto de Wikipedia
Un ejemplo perfecto de corriente alterna es la que se produce en las centrales eléctricas y se envía a los hogares. Es el tipo de transmisión ideal para largas distancias.
VENTAJAS DE LA AC
La transmisión de corriente alterna desde las centrales eléctricas a los hogares, zonas industriales y otros espacios necesitará un alto voltaje de entre 155.000 y 765.000 voltios. Con esa tensión, habrá menos pérdidas de energía.
Sin embargo, cuando la energía se distribuye a viviendas y oficinas, hay que bajarla. Los hogares y las oficinas sólo necesitan unos 120v-240v. Lo bueno de la CA es que se puede bajar o modificar fácilmente con un transformador.
Además, la corriente alterna es más fácil de apagar incluso cuando la transmisión está en curso porque su naturaleza alterna permite que la tensión baje a cero de vez en cuando.
DESVENTAJAS DE LA AC
Uno de los inconvenientes de la corriente alterna es que requiere un voltaje más alto del necesario debido a su naturaleza constantemente cambiante. Además, se ve muy afectada por las bobinas y los condensadores, los dispositivos terminales utilizados para construir circuitos. Las bobinas y los condensadores inducen a la corriente a fluir en sentido contrario, lo que provoca retardo.
¿EXISTE UN CONVERTIDOR DE CC A CA?
La transición de corriente continua a alterna se denomina inversión, mientras que la menos común de corriente alterna a continua se denomina conversión. Ambas tienen flujos de energía diferentes, pero a veces es necesario un inversor de CC a CA para un hogar. La electricidad típica que se suministra a los hogares es de 120v-240v en CA. Sin embargo, algunos electrodomésticos y aparatos electrónicos de consumo son de CC.
Para convertir la corriente continua en alterna se necesitan inversores. Varios aparatos electrónicos tienen una entrada de 12, 24 o 28 voltios de CC, y para utilizar aparatos con una tensión de salida de CA, hay que tener un inversor.
Entre las aplicaciones más prácticas de los inversores de CA se encuentran las siguientes:
- Fuentes de alimentación ininterrumpida: el inversor convierte la corriente continua en alterna en función de la tensión continua necesaria.
- Sistemas fotovoltaicos: el inversor transforma la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna.
- Electrodomésticos: los frigoríficos y aparatos de aire acondicionado necesitan un inversor para controlar el compresor y regular la potencia.
- Vehículos eléctricos: el inversor es necesario para regular y convertir la potencia
CÓMO FUNCIONA UN INVERSOR DE CC A CA
La inversión de CC a CA no es sencilla porque el flujo de corriente debe invertirse a una frecuencia determinada. Para ello se necesita un oscilador.
Un inversor de CA suele basarse en lo siguiente:
- Condensador - Dispositivo que almacena energía eléctrica y consta de dos conductores situados cerca pero aislados entre sí.
- Resistencia - Componente eléctrico que regula la corriente dentro de un circuito.
- Transistor - Semiconductor en miniatura que controla el flujo de tensión y amplifica las señales eléctricas.
Así es como se produce la inversión de CC a CA:
1. FILTRO
A partir de la corriente continua, el filtro de entrada elimina las perturbaciones por ondulación o frecuencia. El proceso dará como resultado una tensión limpia suministrada al circuito del inversor.
2. INVERSOR
La parte más importante del circuito principal. Es donde la CC se convierte en CA, en concreto en una forma de onda de modulación por ancho de pulsos (PWM) multinivel. Es un mecanismo que permite utilizar señales de salida de baja frecuencia.
3. FILTRO DE SALIDA
En este paso, el filtro de salida elimina la estructura de alta frecuencia de la onda PWM.
TIPOS DE INVERSORES DE CC A CA
Existen tres tipos principales de inversores que convierten la corriente continua en alterna:
1. INVERSORES DE ONDA SINUSOIDAL PURA
También conocido como onda sinusoidal verdadera, este inversor de potencia se caracteriza por una forma de onda que normalmente procede de la energía hidroeléctrica o de un generador. La mayoría de los equipos que se venden en el mercado, si no todos, son inversores de onda sinusoidal pura.
Foto de Wikimedia Commons
Los inversores de onda sinusoidal pura son equipos más complejos, por eso son más caros que los aparatos normales. Algunos ejemplos son las panificadoras y algunos cargadores de baterías.
2. INVERSORES DE ONDA SINUSOIDAL MODIFICADA
Una onda sinusoidal modificada es una onda escalonada o cuadrada con un escalón adicional, lo que significa que no es una onda sinusoidal verdadera. Dependiendo de la situación, puede ser tan buena como la onda sinusoidal pura. Puede ahorrar energía cuando funciona con una carga pequeña.
Foto de Wikimedia Commons
Los motores y los electrodomésticos son algunos de los productos que funcionan con inversores de onda sinusoidal modificada. Hay algunos casos en los que los equipos o accesorios necesitarían un convertidor de potencia de onda sinusoidal pura.
3. INVERSORES DE ONDA CUADRADA
El inversor de onda cuadrada se considera el más asequible entre los inversores. Para simplificar, es lo contrario del inversor de onda sinusoidal pura.
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Entre los productos que funcionan con inversores de onda cuadrada se encuentran los motores universales.
ELEGIR EL INVERSOR DE CC A CA ADECUADO
La seguridad es tan importante como la eficiencia cuando se trata de aparatos electrónicos y electrodomésticos. Lo mejor es elegir el inversor adecuado para sus aparatos electrónicos y electrodomésticos de CC.
Cada producto necesita un inversor distinto, por lo que es crucial que tenga las especificaciones adecuadas para transformar la corriente continua. Además, debes buscar la certificación UL de los artículos eléctricos y electrónicos, incluidos los inversores, para asegurarte de que han sido probados y aprobados para su distribución en Estados Unidos.
APLICACIONES PRÁCTICAS DEL INVERSOR CC-CA
Mientras que las tomas domésticas funcionan con corriente alterna, muchos electrodomésticos y aparatos electrónicos funcionan con corriente continua. La norma siempre ha atendido a las tomas de corriente alterna porque pueden recorrer largas distancias. En cambio, la corriente continua es más eficiente desde el punto de vista energético, lo que la hace ideal para electrodomésticos y aparatos electrónicos.
Por eso, a menudo es necesario invertir la corriente continua en alterna. Los electrodomésticos y aparatos electrónicos modernos están equipados con convertidores para que la corriente alterna de los enchufes se convierta de nuevo en corriente continua.
Por ejemplo, el inversor de un portátil, que tiene una fina placa de circuito alargada normalmente del tamaño de un bolígrafo, se encuentra en el interior del aparato. Generalmente, el portátil funciona con bajo voltaje, unos 12v en corriente continua. Para cargar el portátil, hay que enchufarlo a una toma de corriente que tenga al menos 120v en corriente alterna. El inversor hará su trabajo y permitirá que el portátil funcione como debe.
En los teléfonos móviles, los inversores están en las baterías, que funcionan con corriente continua.
En cuanto a los vehículos, es necesario un inversor de CC a CA para cargar la batería. Un coche suele tener una batería de 12 V, aunque los vehículos más grandes utilizan 24 V. Es necesario conocer el voltaje porque permite utilizar los inversores de CA adecuados para ello. El proceso implica que la batería funcione con CC y que el flujo de corriente vaya en una dirección desde el polo o terminal negativo al positivo.
Todo el proceso consiste en aumentar la tensión continua y transformarla en alterna antes de transmitir la corriente al dispositivo. Otra aplicación popular es en turbinas eólicas y sistemas de energía solar.
CÓMO FUNCIONAN LOS INVERSORES DE ENERGÍA SOLAR
Los paneles solares funcionan cuando les da el sol. Cuando eso ocurre, los paneles, que tienen capas positivas y negativas, absorben la energía del sol y la envían a la célula fotovoltaica.
La energía es la fuerza que libera los electrones, permitiéndoles moverse entre los puntos positivo y negativo y producir corriente continua. La corriente puede almacenarse en las baterías solares y utilizarse posteriormente o puede ir directamente al inversor para transformarse en corriente continua.
Por su parte, el inversor dirigirá la energía hacia un transformador que la convertirá en corriente alterna. Existen cinco tipos diferentes de inversores solares:
1. INVERSOR DE BATERÍA
Una batería solar inversora para el hogar es un sistema que funciona como batería, que carga o alimenta cosas, y como inversor. También se conoce como sistema solar aislado de la red porque funciona de forma independiente siempre que tenga algo de energía solar almacenada. Es más barato que otros tipos de inversores solares, pero también tiene una capacidad limitada.
2. INVERSOR MONOFÁSICO
Los inversores de cadenas son múltiples paneles solares que se conectan en serie con las cadenas de paneles situadas en el inversor que convierte la corriente continua en corriente alterna. No es tan caro como otros tipos debido a su proximidad a la caja de fusibles y al contador eléctrico. El principal problema de este tipo de configuración es que cuando un panel solar pierde eficiencia, afecta a los demás paneles debido a su conectividad.
3. INVERSOR CENTRAL
El inversor central también utiliza strings, que se almacenan en una barra colectora para proteger el sistema de posibles daños. Es perfecto para grandes propiedades.
4. MICROINVERTER
El inversor central también utiliza strings, que se almacenan en una barra colectora para proteger el sistema de posibles daños. Es perfecto para grandes propiedades.
5. INVERSOR HÍBRIDO
Este tipo de inversor combina la instalación de la batería y el inversor para obtener un sistema más versátil y fácil de manejar. Proporciona corriente continua a la batería mientras añade corriente alterna a través del inversor híbrido solar. La energía solar adicional se envía a la red eléctrica una vez que la batería se carga por completo.
POR QUÉ APOSTAR POR LA ENERGÍA SOLAR
Hoy en día la gente es más consciente de dónde obtiene la energía. Muchos se comprometen a tomar decisiones más respetuosas con el medio ambiente. La energía solar no sólo es buena para el medio ambiente, sino también para el bolsillo, al menos a largo plazo. Vea algunas de las principales razones por las que debería pasarse a la energía solar:
MENORES COSTES ENERGÉTICOS
La electricidad es más cara que nunca, pero su factura eléctrica será mínima si opta por la energía solar. Con la energía solar sin desembolso inicial y pagos mensuales bajos, sus gastos totales de electricidad pueden ser más bajos que nunca. Además, existen programas de financiación que hacen más asequible la inversión.
AUMENTO DEL VALOR DE LA VIVIENDA
Hay informes que afirman que instalar paneles solares en casa podría aumentar el valor de la propiedad. Los sistemas solares están relacionados con un posible aumento de los precios de venta de las viviendas, ya que muchas personas buscan ahora casas más ecológicas y eficientes energéticamente para comprar.
DISFRUTAR DE INCENTIVOS PÚBLICOS
Los propietarios de viviendas con paneles solares pueden optar a la desgravación fiscal federal por energía solar. Por lo tanto, no sólo está reduciendo potencialmente sus facturas de energía, sino que también puede reducir sus impuestos. Proporcionará un crédito fiscal del 26% para los sistemas de paneles solares instalados entre 2020 y 2022. Los instalados en 2023 merecerán un crédito fiscal del 22%. Algunos estados también ofrecen incentivos adicionales por ser ecológicos, y puedes ponerte en contacto con un profesional para ver si cumples los requisitos.
SOSTENIBILIDAD MEDIOAMBIENTAL
El calentamiento global está empeorando, y el uso de fuentes de energía no renovables no hace sino agravar la situación. La energía solar tiene una huella de carbono significativamente menor que el gas natural y el carbón, que son algunas de las fuentes de electricidad más comunes.
¡HAZTE SOLAR FÁCILMENTE!
Ahora que ya sabe cómo convierten los inversores la corriente continua en alterna, ¡es hora de pasarse a la energía solar! Los paneles solares proporcionan una eficiencia energética que te da la oportunidad de ahorrar dinero a la vez que contribuyes a reducir los gases de efecto invernadero en el proceso.
Si se siente intimidado o preocupado por la instalación de paneles solares, Meraki Solutions se lo pondrá fácil. Ofrecemos energía solar sin desembolso inicial, y podemos ayudarle a identificar otros ahorros que pueden estar disponibles. Para obtener más información o para programar su consulta gratuita, póngase en contacto con nosotros.