Encontrará tablas con valores típicos, fórmulas explicadas variable por variable, ejemplos resueltos y referencias normativas internacionales.
Calculadora de planta eléctrica para una casa
Estimación rápida del tamaño de generador recomendado (kW / kVA) según cargas continuas y picos de arranque. Útil para seleccionar una planta que soporte iluminación, electrodomésticos y motores en cortes de energía.
• Conversión a kVA: kVA = kW / PF.
• Selección estándar: se elige el primer valor comercial de kVA ≥ kVA calculado.
Variables:
P_cont = potencia continua en W ÷ 1000 → kW; P_arranque = pico de arranque en W ÷1000 → kW;
C_arranque = capacidad de arranque (multiplicador), PF = factor de potencia (0.6–1), margen% = margen de seguridad (0–50%).
| Ejemplo | Potencia continua (W) | Pico arranque (W) | Recomendación aproximada |
|---|---|---|---|
| Casa pequeña (1-2 personas) | 2 000 | 4 000 | ~3–5 kVA |
| Casa media (familia) | 4 000 | 8 000 | ~7.5–10 kVA |
| Casa grande (varios aires) | 8 000 | 16 000 | ~15–25 kVA |
| Solo iluminación + nevera | 1 000 | 2 000 | ~2–3 kVA |
Preguntas frecuentes
Resumen técnico y objetivo de la calculadora
Objetivo: determinar potencia continua y pico necesarias, selección de alternador y tiempo de autonomía requerido.
Alcance: cargas domésticas comunes, correcciones por factor de potencia, arranques de motores y baterías de respaldo cuando aplican.
Componentes esenciales en el cálculo
- Inventario de cargas (iluminación, electrodomésticos, bombas, HVAC, electrónica).
- Clasificación por tipo: resistiva, inductiva con motor, electrónica con fuente conmutada.
- Factor de simultaneidad y de demanda según perfil de uso.
- Factor de potencia (cosφ) y coeficientes de arranque (multiplicadores).
- Reserva de potencia (margen de seguridad, normalmente 10–25%).
Terminología clave
Potencia activa (kW): energía útil consumida por cargas resistivas y motores en condiciones normales.
Potencia aparente (kVA): kW dividido por factor de potencia; criterio usado para dimensionar alternador y transformador.
Tablas extensas con valores típicos
Tablas con consumos y factores típicos por equipo para vivienda unifamiliar, uso residencial y pequeño comercio asociado.
| Equipo | Potencia nominal (W) | Factor de demanda | Factor de potencia típico (cosφ) | Multiplicador de arranque | Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|
| Iluminación LED (por punto) | 10–15 | 0.6 | 0.95 | 1.0 | Uso doméstico típico |
| Refrigerador | 100–250 | 0.8 | 0.9 | 2.5 | Arranque compresor |
| Congelador | 150–300 | 0.7 | 0.9 | 2.5 | Motor de compresión |
| Lavadora | 500–2000 | 0.4 | 0.85 | 3–5 | Ciclos y bombas |
| Secadora eléctrica | 2000–6000 | 0.3 | 0.98 | 1.0 | Resistencia eléctrica |
| Horno eléctrico | 2000–5000 | 0.4 | 0.98 | 1.0 | Uso intermitente |
| Microondas | 600–1200 | 0.2 | 0.95 | 1.0 | Alta potencia momentánea |
| Aire acondicionado split (1.5–2.5 ton) | 1500–3500 | 0.5 | 0.85 | 3–4 | Mayor arranque |
| Bomba de agua doméstica | 500–1500 | 0.3 | 0.8 | 3–6 | Arranque motor asíncrono |
| Calentador instantáneo (eléctrico) | 3000–9000 | 0.2 | 0.98 | 1.0 | Resistencia pura |
| Electrónica (TV, PC, router) | 50–500 | 0.6 | 0.95 | 1.0 | Fuentes conmutadas |
| Iluminación incandescente (si aplica) | 40–100 | 0.4 | 0.98 | 1.0 | Uso reducido en viviendas modernas |
| Cargador de vehículo eléctrico (niveles 1–2) | 1500–7200 | 0.1–0.5 | 0.98 | 1.0 | Alta demanda si presente |
Tabla de corrientes por tensión para referencia rápida en sistema monofásico y trifásico.
| Potencia (kW) | Monofásico 120 V (A) | Monofásico 230 V (A) | Trifásico 400 V (A) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 8.3 | 4.35 | 1.44 | kW to A = kW/(V·cosφ) |
| 3.0 | 25.0 | 13.0 | 4.33 | Uso típico para cocina pequeña |
| 5.0 | 41.7 | 21.7 | 7.21 | Casa con varios electrodomésticos |
| 10 | 83.3 | 43.5 | 14.4 | Casa con HVAC y bombas |
| 15 | 125 | 65.2 | 21.6 | Vivienda de mayor demanda |
Fórmulas completas para dimensionamiento
Se presentan fórmulas esenciales: potencia activa, potencia aparente, corriente, reserva y dimensionamiento de alternador y transfer.
1) Suma de potencias de cargas (potencia activa total)
P_total = Σ (P_i × D_i)
Explicación:
- P_total: potencia activa estimada en kW.
- P_i: potencia nominal del equipo i en kW.
- D_i: factor de demanda o simultaneidad del equipo i (0–1).
2) Corrección por factor de potencia y conversión a kVA
S_total_kVA = P_total / cosφ
Variables:
- S_total_kVA: potencia aparente requerida en kVA.
- P_total: potencia activa en kW.
- cosφ: factor de potencia promedio (0.8–0.98). Para cálculo conservador use 0.85–0.9.
3) Aplicación del factor de arranque para motores
S_motor_kVA = (P_motor × K_start) / cosφ_motor
Variables:
- P_motor: potencia nominal del motor en kW.
- K_start: multiplicador de arranque (2.5–6).
- cosφ_motor: factor de potencia del motor (0.7–0.9).
4) Cálculo de corriente por fase
I_monofásico (A) = (P_total_kW × 1000) / (V_line × cosφ)
I_trifásico (A) = (P_total_kW × 1000) / (√3 × V_line_trif × cosφ)
- P_total_kW: potencia activa en kW.
- V_line: tensión de línea en voltios (110–127 V o 220–240 V monofásico).
- V_line_trif: tensión de línea trifásica (380–480 V típicos internacionales).
5) Reserva y margen de seguridad
S_seleccion_kVA = S_total_kVA × (1 + M)
Variables:
- S_seleccion_kVA: potencia aparente final para seleccionar alternador (kVA).
- M: margen de seguridad (0.1–0.25).
6) Cálculo de autonomía si usa combustible o baterías
Autonomía (h) = Capacidad_útil (kWh) / P_total (kW)
Variables:
- Capacidad_útil (kWh): combustible (litros × poder calorífico × eficiencia) o banco de baterías en kWh útil.
- P_total: demanda continua estimada en kW.
7) Conversión de combustible a energía útil para generador
E_fuel_kWh = Volumen_litros × PCI_litro × η_gen / 1000
Variables:
- Volumen_litros: litros de combustible disponible.
- PCI_litro: poder calorífico inferior (diesel ≈ 9.9 kWh/l, gasolina ≈ 8.9 kWh/l).
- η_gen: eficiencia térmica del conjunto motor-generador (0.3–0.4 típico).
Elementos de diseño y selección del alternador
Criterios: potencia en kVA, régimen de carga máxima, tipo de arranque, control de AVR, arranque automático y transferencia.
Seleccione alternador con reserva mecánica y eléctrica para soportar picos por arranque y distorsiones armónicas; preferir modelos con regulación automática de voltaje.
Protecciones y transferencia automática
- Interruptor de transferencia automática (ATS) dimensionado según corriente máxima.
- Protecciones térmicas, magnetotérmicas y diferencial según normativa local.
- Sistema de monitoreo de carga, nivel de combustible y alarmas.
Ejemplos del mundo real
Caso 1: Vivienda estándar 3 habitaciones con electrodomésticos comunes y bomba de agua.
Datos: iluminación 0.6 kW, refrigerador 0.25 kW (D=0.8), cocina micro+horno combinado 3.0 kW (D=0.4), lavadora 1.5 kW (D=0.3, K_start=4), bomba agua 1.0 kW (D=0.3, K_start=4), electrónica 0.4 kW. cosφ promedio 0.9.
Paso 1: calcular contribuciones con D.
Iluminación: 0.6 × 0.6 = 0.36 kW Refrigerador: 0.25 × 0.8 = 0.20 kW Cocina: 3.0 × 0.4 = 1.20 kW Lavadora: 1.5 × 0.3 = 0.45 kW Bomba: 1.0 × 0.3 = 0.30 kW Electrónica: 0.4 × 0.6 = 0.24 kW P_total = 0.36+0.20+1.20+0.45+0.30+0.24 = 2.75 kW
Paso 2: añadir efecto de arranque para motores si se espera arranque simultáneo.
Considerar pico por arranque: Lavadora arranque = (1.5 kW × 4)/0.85 = 7.06 kVA Bomba arranque = (1.0 kW × 4)/0.85 = 4.71 kVA P_total continuo a cosφ 0.9 => S_continuo = 2.75/0.9 = 3.06 kVA Pico máximo (si arranque simultáneo) considerar S_pico = S_continuo + (7.06-1.5/0.85) + (4.71-1.0/0.85) Pero cálculo conservador: tomar el mayor pico incremental y no sumar picos completos si no es probable. Se recomienda alternador 6–8 kVA para seguridad.
Paso 3: aplicar margen de seguridad M=0.15.
S_seleccion ≈ 3.06 × 1.15 = 3.52 kVA continuo. Por arranques, escoger alternador 6 kVA para cubrir picos y permitir arranque sin caída de tensión.
Caso 2: Vivienda con aire acondicionado y vehículo eléctrico (carga domiciliaria)
Datos: HVAC 2.5 kW (D=0.5, K_start=3.5), calentador instantáneo 4.5 kW (D=0.2), cargador VE 7.2 kW (D=0.4), iluminación+electrónica 0.8 kW. cosφ promedio 0.88.
Paso 1: contribuciones
HVAC: 2.5×0.5 = 1.25 kW Calentador: 4.5×0.2 = 0.90 kW Cargador VE: 7.2×0.4 = 2.88 kW Ilum+elec: 0.8×0.6 = 0.48 kW P_total = 1.25+0.90+2.88+0.48 = 5.51 kW
Paso 2: kVA y selección
S_total_kVA = 5.51 / 0.88 = 6.26 kVA Aplicar margen 20% por carga sensible y arranques => S_seleccion ≈ 6.26 × 1.2 = 7.51 kVA Dado el cargador VE y HVAC, seleccionar alternador 10 kVA para cubrir picos y permitir arranque sin desconexión del cargador.
Detalles adicionales y validaciones
Correcciones por altitud y temperatura ambiental afectan rendimiento del alternador; se debe aplicar derating conforme especificación del equipo.
Ejemplo: reducción del 3% por cada 300 m de altitud sobre 1000 m o según ficha técnica del fabricante; para temperaturas >40 °C, aplicar reducción adicional.
Armónicas y cargas no lineales
Equipos con fuentes conmutadas y cargadores generan distorsión armónica; alternadores deben soportar THD y disponer de reactancias adecuadas.
Use generadores con especificación THD < 5% para proteger electrónica sensible; considerar transformadores K-rated si hay muchos cargadores de frecuencia variable.
Normativa y referencias
Referencias técnicas y normativas aplicables para dimensionamiento y seguridad eléctrica:
- IEC 60364 – Instalaciones eléctricas de baja tensión. (https://www.iec.ch)
- IEEE Std 519 – IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems. (https://standards.ieee.org)
- NFPA 70 (NEC) – National Electrical Code, capítulos de generadores y transferencia. (https://www.nfpa.org)
- IEC 60034 – Máquinas eléctricas (para motores y generadores). (https://www.iec.ch)
- Normas locales de su país para instalación de grupos electrógenos y evacuación de gases.
Diseño de panel y distribución
Dimensionamiento de cables y protecciones se realiza según corriente calculada y normativa local; incluir caída de tensión máxima permitida (normalmente 3–5%).
Selección de interruptores, fusibles y relés térmicos basados en corriente de arranque y corriente nominal continua. Implementar seccionamiento y puesta a tierra según reglamento.
Prácticas recomendadas de instalación y operación
- Prueba de carga: realizar pruebas con carga real y simulada para verificar respuesta ante arranques.
- Plan de mantenimiento: cambiar aceite, filtros, puesta a punto de AVR y calibración del ATS.
- Ubicación del generador: ventilación adecuada, distancia segura a aberturas y protección acústica.
- Sistemas de parada de emergencia y detección de humo/monóxido si aplica.
Accesibilidad y experiencia de usuario
Las tablas están diseñadas para adaptarse a pantallas móviles y de escritorio; tiempos de lectura cortos y resaltado de variables críticas.
Todos los párrafos pares llevan clase para mejorar legibilidad y navegación por lectores de pantalla; evite ocultar información clave y proporcione alternativas textuales para gráficos.
Recursos y enlaces de autoridad
Documentación técnica y calculadoras oficiales útiles:
- IEC Publications: https://www.iec.ch/ — Normas internacionales sobre instalaciones y máquinas.
- IEEE Xplore: https://ieeexplore.ieee.org/ — Artículos y normas sobre armónicas y prácticas de generación.
- NEMA y fabricantes de grupos electrógenos para fichas técnicas y derating por altitud/temperatura.
- NFPA: https://www.nfpa.org/ — Código eléctrico y recomendaciones de instalación.
Ampliación técnica y consideraciones avanzadas
Modelado dinámico de arranques múltiples: analizar probabilidades de arranque simultáneo y usar software de simulación para demandar curvas de potencia y respuesta transitoria.
Considerar sistemas híbridos (generador + baterías + inversores) para mejorar eficiencia, reducir tiempo de arranque del generador y manejar picos con baterías.
Dimensionamiento en sistemas híbridos
Si se integra banco de baterías, calcule potencia pico suministrada por inversor y reduzca alternador en función del soporte de picos por baterías.
Ejemplo de estrategia: baterías cubren picos de arranque (30–120 s) y generador cubre carga continua; dimensione inversor para potencia pico requerida y capacidad de batería para autonomía deseada.
Verificación y checklist de entrega
- Inventario de cargas con potencias nominales y factores de demanda.
- Cálculo P_total y S_total_kVA con factor de potencia documentado.
- Selección de alternador con reserva y consideración de arranques.
- Dimensionamiento de ATS, protecciones y cableado conforme a normativa.
- Prueba en sitio y planificación de mantenimiento.
Notas finales técnicas
Este documento es una guía técnica avanzada. Para proyectos críticos consulte con ingeniero eléctrico certificado y revise códigos locales.
La calculadora incluida al inicio ( Estimación rápida del tamaño de generador recomendado (kW / kVA) según cargas continuas y picos de arranque. Útil para seleccionar una planta que soporte iluminación, electrodomésticos y motores en cortes de energía.Calculadora de planta eléctrica para una casa
• Conversión a kVA: kVA = kW / PF.
• Selección estándar: se elige el primer valor comercial de kVA ≥ kVA calculado.
Variables:
P_cont = potencia continua en W ÷ 1000 → kW; P_arranque = pico de arranque en W ÷1000 → kW;
C_arranque = capacidad de arranque (multiplicador), PF = factor de potencia (0.6–1), margen% = margen de seguridad (0–50%).Ejemplo Potencia continua (W) Pico arranque (W) Recomendación aproximada Casa pequeña (1-2 personas) 2 000 4 000 ~3–5 kVA Casa media (familia) 4 000 8 000 ~7.5–10 kVA Casa grande (varios aires) 8 000 16 000 ~15–25 kVA Solo iluminación + nevera 1 000 2 000 ~2–3 kVA Preguntas frecuentes