La correcta selección del inversor híbrido es crucial para garantizar la continuidad eléctrica en cargas críticas. Calcular el tamaño adecuado implica analizar la demanda, autonomía y características técnicas de los equipos conectados.
Este artículo te guiará paso a paso en el cálculo preciso del inversor híbrido según tus cargas críticas, con ejemplos, fórmulas y tablas detalladas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora del tamaño del inversor híbrido según cargas críticas
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué tamaño de inversor híbrido necesito para alimentar 5 computadoras (300W c/u) y 2 impresoras (150W c/u) durante 4 horas?
- Calcular el inversor híbrido para una carga crítica de 2,500W con autonomía de 6 horas y factor de simultaneidad del 80%.
- ¿Cuál es el tamaño de inversor híbrido requerido para un sistema de respaldo de 3,000W con picos de arranque de 4,500W?
- Dimensionar inversor híbrido para 10 luminarias LED (40W c/u) y 3 servidores (500W c/u) con autonomía de 8 horas.
Tabla de valores comunes para la Calculadora del tamaño del inversor híbrido según cargas críticas
| Carga Crítica (W) | Número de Equipos | Potencia Individual (W) | Autonomía Requerida (h) | Factor de Simultaneidad (%) | Potencia Total (W) | Potencia Pico (W) | Tamaño de Inversor Sugerido (VA) | Capacidad de Batería Sugerida (Ah, 48V) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Computadoras | 5 | 300 | 4 | 80 | 1,200 | 1,800 | 2,200 | 100 |
| Servidores | 3 | 500 | 8 | 100 | 1,500 | 2,000 | 2,500 | 250 |
| Luminarias LED | 10 | 40 | 8 | 100 | 400 | 500 | 700 | 70 |
| Refrigerador | 1 | 800 | 6 | 100 | 800 | 1,600 | 1,800 | 120 |
| Bombas de agua | 2 | 1,000 | 2 | 60 | 1,200 | 2,400 | 2,700 | 100 |
| Equipos médicos | 4 | 250 | 3 | 100 | 1,000 | 1,200 | 1,500 | 70 |
| Impresoras | 2 | 150 | 4 | 80 | 240 | 300 | 400 | 20 |
| Red de comunicaciones | 1 | 200 | 10 | 100 | 200 | 250 | 350 | 50 |
| Climatización | 1 | 1,500 | 2 | 100 | 1,500 | 2,500 | 2,800 | 70 |
| Iluminación de emergencia | 8 | 20 | 6 | 100 | 160 | 200 | 300 | 20 |
Fórmulas para la Calculadora del tamaño del inversor híbrido según cargas críticas
El dimensionamiento del inversor híbrido requiere el uso de varias fórmulas fundamentales. A continuación, se presentan las principales ecuaciones y la explicación detallada de cada variable involucrada.
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1. Potencia total de cargas críticas (W):Potencia total = Σ (Potencia individual de cada equipo × Número de equipos)
- Potencia individual de cada equipo: Valor en vatios (W) de cada carga crítica.
- Número de equipos: Cantidad de equipos de cada tipo.
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2. Potencia ajustada por factor de simultaneidad (W):Potencia ajustada = Potencia total × (Factor de simultaneidad / 100)
- Factor de simultaneidad: Porcentaje (%) de equipos que operan al mismo tiempo. Comúnmente entre 60% y 100%.
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3. Potencia pico de arranque (W):Potencia pico = Potencia ajustada × Factor de arranque
- Factor de arranque: Relación entre la potencia de arranque y la nominal. Para cargas inductivas suele ser 2-3.
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4. Tamaño del inversor híbrido (VA):Tamaño del inversor = Potencia pico / Factor de potencia
- Factor de potencia: Relación entre potencia activa y aparente. Comúnmente 0.8 para inversores.
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5. Capacidad de batería requerida (Ah):Capacidad de batería = (Potencia ajustada × Autonomía) / (Voltaje del banco de baterías × Profundidad de descarga × Eficiencia)
- Autonomía: Horas de respaldo requeridas.
- Voltaje del banco de baterías: 12V, 24V, 48V, etc. Comúnmente 48V en sistemas medianos/grandes.
- Profundidad de descarga (DoD): Porcentaje máximo de descarga permitido. 0.8 (80%) para baterías de litio, 0.5 (50%) para plomo-ácido.
- Eficiencia: Eficiencia global del sistema (inversor + baterías). Usualmente 0.85-0.9.
Valores comunes de cada variable:
- Potencia individual: 20W (luminarias LED), 300W (PC), 500W (servidor), 1,000W (bomba).
- Factor de simultaneidad: 60% (oficinas), 80% (hospitales), 100% (servidores críticos).
- Factor de arranque: 1 (cargas resistivas), 2-3 (motores, bombas).
- Factor de potencia: 0.8 (inversores estándar).
- Autonomía: 2-8 horas según criticidad.
- Voltaje banco baterías: 48V (sistemas medianos/grandes).
- Profundidad de descarga: 0.5 (plomo-ácido), 0.8 (litio).
- Eficiencia: 0.85-0.9.
Ejemplos del mundo real: Calculadora del tamaño del inversor híbrido según cargas críticas
Ejemplo 1: Oficina con computadoras y luminarias
Supongamos una oficina con las siguientes cargas críticas:
- 5 computadoras (300W c/u)
- 10 luminarias LED (40W c/u)
- Autonomía requerida: 4 horas
- Factor de simultaneidad: 80%
- Factor de potencia del inversor: 0.8
- Voltaje del banco de baterías: 48V
- Profundidad de descarga: 0.8 (batería de litio)
- Eficiencia: 0.9
Paso 1: Calcular la potencia total
- Computadoras: 5 × 300W = 1,500W
- Luminarias: 10 × 40W = 400W
- Potencia total = 1,500W + 400W = 1,900W
Paso 2: Ajustar por factor de simultaneidad
- Potencia ajustada = 1,900W × 0.8 = 1,520W
Paso 3: Considerar potencia pico (cargas resistivas, factor de arranque = 1)
- Potencia pico = 1,520W × 1 = 1,520W
Paso 4: Calcular tamaño del inversor
- Tamaño del inversor = 1,520W / 0.8 = 1,900VA
Paso 5: Calcular capacidad de batería
- Capacidad de batería = (1,520W × 4h) / (48V × 0.8 × 0.9) = 6,080Wh / 34.56 = 176Ah
Resultado: Se recomienda un inversor híbrido de al menos 2,000VA y un banco de baterías de 48V 180Ah (redondeando).
Ejemplo 2: Centro de datos pequeño
Un centro de datos requiere respaldo para:
- 3 servidores (500W c/u)
- 1 switch de red (100W)
- Autonomía: 8 horas
- Factor de simultaneidad: 100%
- Factor de potencia: 0.8
- Voltaje banco baterías: 48V
- Profundidad de descarga: 0.8
- Eficiencia: 0.9
Paso 1: Potencia total
- Servidores: 3 × 500W = 1,500W
- Switch: 1 × 100W = 100W
- Potencia total = 1,600W
Paso 2: Ajuste por simultaneidad
- Potencia ajustada = 1,600W × 1 = 1,600W
Paso 3: Potencia pico (cargas electrónicas, factor de arranque = 1)
- Potencia pico = 1,600W × 1 = 1,600W
Paso 4: Tamaño del inversor
- Tamaño del inversor = 1,600W / 0.8 = 2,000VA
Paso 5: Capacidad de batería
- Capacidad de batería = (1,600W × 8h) / (48V × 0.8 × 0.9) = 12,800Wh / 34.56 = 370Ah
Resultado: Se recomienda un inversor híbrido de al menos 2,000VA y un banco de baterías de 48V 370Ah.
Consideraciones adicionales y recomendaciones normativas
- Siempre sobredimensionar un 20% el inversor para tolerar picos inesperados y futuras expansiones.
- Verificar compatibilidad del inversor con el tipo de baterías (plomo-ácido, litio, etc.).
- Consultar normativas locales como la IEEE y la NFPA 70 (NEC) para instalaciones seguras.
- Considerar la eficiencia de conversión y las pérdidas por cableado en el cálculo final.
- Realizar mantenimientos periódicos y pruebas de respaldo para garantizar la confiabilidad del sistema.
El dimensionamiento correcto del inversor híbrido según cargas críticas es esencial para la continuidad operativa y la seguridad eléctrica. Utiliza las fórmulas, tablas y ejemplos presentados para lograr un cálculo preciso y confiable.