{"id":14221,"date":"2023-01-10T10:37:31","date_gmt":"2023-01-10T09:37:31","guid":{"rendered":"https:\/\/premiumpsu.com\/?p=14221"},"modified":"2023-06-29T10:37:42","modified_gmt":"2023-06-29T08:37:42","slug":"que-importancia-tiene-la-eficiencia-de-la-conversion-de-potencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/premiumpsu.com\/es\/resources-news\/que-importancia-tiene-la-eficiencia-de-la-conversion-de-potencia\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 importancia tiene la eficiencia de la conversi\u00f3n de potencia?"},"content":{"rendered":"

Cuando se trata de electr\u00f3nica de potencia, la eficiencia<\/strong> es uno de los mayores retos<\/strong> para ser m\u00e1s competitivos. Cuanto mayor sea la eficiencia, menos energ\u00eda se desperdicia y menos se calienta el producto, lo que se traduce en una vida media m\u00e1s larga de los componentes electr\u00f3nicos.<\/p>

<\/p>

La definici\u00f3n de eficiencia<\/strong> es \u00abla relaci\u00f3n entre el trabajo \u00fatil realizado por una m\u00e1quina o un proceso y la energ\u00eda total gastada\u00bb. Cuando hablamos de convertidores de potencia, la eficiencia<\/strong> es un par\u00e1metro clave, ya que es la relaci\u00f3n entre la potencia de entrada y la potencia de salida.<\/p>

\"f\u00f3rmula<\/p>

 <\/p>

Como ejemplo pr\u00e1ctico, la fuente de alimentaci\u00f3n Premium CRS-1000-6494<\/a> (110Vin \/ 72Vout) a plena carga tiene una tensi\u00f3n de salida de 72Vcc y 13,9A y 110Vcc y 9,68A en el lado de entrada. Calcular la eficiencia es tan f\u00e1cil como:\"f\u00f3rmula<\/p>

En este caso, se \u00abpierden\u00bb 64W:\"p\u00e9rdida<\/p>

\u00bfPor qu\u00e9 el mismo convertidor tiene diferentes eficiencias seg\u00fan el modelo?<\/h2>

\u00bfD\u00f3nde va a parar esta energ\u00eda? Todas las p\u00e9rdidas de los convertidores de potencia son en forma de calor, y cuando necesitamos disipar el calor mediante ventiladores, esto afectar\u00e1 a la eficiencia.<\/p>

El calor se disipa principalmente de la placa de circuito impreso, los MOSFETS, los diodos y otros componentes electr\u00f3nicos como resistencias, transformadores, inductores y condensadores.<\/p>

 <\/p>

\"Eficiencia

Fuente: https:\/\/premiumpsu.com\/datasheets\/9502142_CRS-1000.pdf<\/p><\/div>

 <\/p>

La mayor parte puede describirse mediante la primera ley de Joule<\/a>: La potencia calor\u00edfica generada por un conductor el\u00e9ctrico (se aplica tambi\u00e9n a las pistas de la placa de circuito impreso) es igual al producto de su resistencia por el cuadrado de la corriente.\"Primera<\/p>

Por eso, un CRS-1000<\/a> con voltajes m\u00e1s altos (y, por tanto, corrientes m\u00e1s bajas) disipar\u00e1 menos calor y, por tanto, ser\u00e1 m\u00e1s eficiente.<\/p>

Si comparamos el inversor DC\/AC<\/strong> ODS-3000-7157<\/a> de Premium PSU (entrada de 110 VCC) con el ODS-3000-7153 (entrada de 24 VCC), el modelo de 24 V tendr\u00e1 una corriente de entrada m\u00e1xima de m\u00e1s de 160 A, frente a los 43 A del modelo de 110 V. Esta diferencia de corriente afecta a la eficiencia, que es del 92% para el modelo de 110V frente al 89% para el modelo de 24Vdc.<\/p>

 <\/p>

\"ODS-3000

Fuente: https:\/\/premiumpsu.com\/datasheets\/9502132_ODS-3000.pdf<\/p><\/div>

 <\/p>

En el gr\u00e1fico anterior la energ\u00eda transferida al calor es mayor en el modelo de 24Vin comparado con el de 110Vin.<\/p>

 <\/p>

\u00bfPor qu\u00e9 es importante la eficiencia?<\/strong><\/h2>

Tener una mejor eficiencia energ\u00e9tica tendr\u00e1 un impacto en el coste<\/strong>, las emisiones de CO2<\/strong> y puede afectar a la vida \u00fatil<\/strong> del sistema si \u00e9ste utiliza bater\u00edas. Veamos c\u00f3mo:<\/p>

Coste\"eficiencia<\/strong><\/h3>

Imaginemos que utilizamos un inversor en un sistema, con una eficiencia t\u00edpica del 80%, que podr\u00eda ser la media del mercado. Las eficiencias t\u00edpicas de los inversores Premiumi PSU oscilan entre el 87 y el 94%<\/strong> (90% de media). \u00bfCu\u00e1l ser\u00e1 el impacto de este aumento del 10% de la eficiencia en 10 a\u00f1os? Si el inversor eficiente es 500 euros m\u00e1s caro, \u00bfcu\u00e1ndo tendremos el ROI?<\/p>

Para facilitar los c\u00e1lculos, supondremos un coste energ\u00e9tico constante. En este ejemplo consideraremos que un inversor de 3 kW, con una eficiencia del 90% tendr\u00e1 una potencia de entrada de 3.330 W, por lo que b\u00e1sicamente 330 W se convertir\u00e1n en calor.<\/p>

En cambio, si la eficiencia es del 80%, el calor generado ser\u00e1 de 750W, lo que supone 2,25 veces m\u00e1s desperdicio.<\/p>

Con un coste medio de 0,2\u20ac\/kWh, y considerando que los inversores trabajan 12h al d\u00eda durante un a\u00f1o con una eficiencia del 90%, el inversor DC\/AC tendr\u00e1 una p\u00e9rdida de:<\/p>

\"Coste<\/p>

Mientras que un inversor DC\/AC con una eficiencia del 80% costar\u00eda:<\/p>

\"Coste<\/p>

Con una diferencia de 368\u20ac\/a\u00f1o, el retorno de la inversi\u00f3n por tener un convertidor m\u00e1s eficiente (500\u20ac m\u00e1s caro) ser\u00e1 de s\u00f3lo \u00a11,35 a\u00f1os!<\/p>

 <\/p>

\"grafico<\/p>

 <\/p>

CO2<\/h3>

En 2020 la electricidad total de EE.UU. gener\u00f3 aproximadamente 385,55g de CO2 por kWh. Calcular la diferencia total de CO2 que se emitir\u00e1 a la atm\u00f3sfera es muy f\u00e1cil si sabemos que las p\u00e9rdidas de calor son 520W menos:<\/p>

\"formula<\/p>

<\/h3>

\u00a1Esto equivale a quemar 393,7L de combustible, o conducir durante 7.875km!<\/p>

M\u00e1s que la distancia desde la sede de Premium PSU en Barcelona hasta EE.UU. o China.<\/p>

(Considerando un consumo medio de 5L\/100km y 2,34kgCO2\/L)<\/em><\/p>

 <\/p>

Vida \u00fatil de la bater\u00eda<\/h3>

\u00bfY si este sistema se conecta a bater\u00edas? \"bater\u00eda<\/strong><\/p>

Con un inversor m\u00e1s eficiente el tiempo de la bater\u00eda aumentar\u00e1, por lo tanto los ciclos de bater\u00eda necesarios se reducir\u00e1n, no s\u00f3lo ahorrando energ\u00eda sino tambi\u00e9n aumentando la esperanza de vida del sistema.<\/p>

Tomemos una bater\u00eda de 24Vdc de 300Ah, y consideremos que podemos descargarla profundamente y utilizar los 300Ah en cada ciclo… Tambi\u00e9n consideraremos que la capacidad no se reducir\u00e1 al cargarla y descargarla.<\/p>

Utilizando un inversor con una eficiencia del 80%, la bater\u00eda podr\u00e1 alimentar al inversor durante 115 minutos frente a los 131 minutos que obtendremos utilizando un convertidor con una eficiencia del 90%.<\/p>

Si el sistema funciona durante 2 horas cada d\u00eda, con el convertidor m\u00e1s eficiente, la bater\u00eda necesitar\u00e1 hacer 458 ciclos, mientras que el sistema menos eficiente necesitar\u00e1 520 ciclos, reduciendo su esperanza de vida.<\/p>

Como puedes ver, la eficiencia no es una caracter\u00edstica menor a tener en cuenta a la hora de evaluar opciones en un convertidor de potencia. Por ello, en Premium PSU seguimos trabajando para mejorarla en todos nuestros dispositivos con el fin de que las aplicaciones de nuestros clientes sean no s\u00f3lo competitivas, sino la mejor opci\u00f3n del mercado.<\/p>

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