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 En
procura de una mayor calidad de energía
Un promisorio desarrollo
tecnológico basado en la transmisión de potencia en sistemas
flexibles se ha logrado en la Universidad Nacional de Río Cuarto.
Se trata de un dispositivo que sirve para regular la estabilidad de la
tensión y aumentar la capacidad de transmisión de corriente
del sistema, con lo cual se procura una mayor calidad de energía.
Es un sistema
que sirve para la corrección dinámica del factor de potencia
a través de capacitores. Esto aporta mejoras, tales como disminución
de la corriente y de las pérdidas, con reducción en la caída
de tensión y de la demanda de energía reactiva.
El dispositivo creado en
esta casa de estudios regula la estabilidad de la tensión, es decir,
que por ejemplo cuando hay alguna cuestión mecánica, que
hace que la luz baje o sufra un parpadeo, se produce una compensación,
mateniendo la tensión constante.
Para realizar la corrección
de factor de potencia hay muchas metodologías. Una de ellas es la
que consiste en insertar capacitores en la línea, opción
que ha sido elegida por los investigadores universitarios para lograr este
efecto.
Según lo explicado
por el ingeniero Carlos Maffrand, director de este proyecto de investigación,
cuando al capacitor se lo conecta en la línea provoca un cortocircuito,
si la tensión y la corriente que circulan en ese momento no son
cero, por ello se pensó en un dispositivo que determinara
el momento en que la tensión y la corriente están en cero,
para insertar el capacitor, con lo cual se evita cualquier posibilidad
de cortocircuito”.
En este sentido, el catedrático
local ejemplifica diciendo que cuando se hace arrancar un motor y la tensión
tiende a bajarse bruscamente, el dispositivo suministra corriente de forma
instantánea en ese momento.
Este desarrollo tecnológico
llevado adelante en la UNRC consta de dos partes, por un lado, está
el mencionado algoritmo de control y, por el otro, una nueva llave, diseñada
también por los investigadores locales.
“Si bien con este desarrollo
todavía no se han hecho pruebas a campo, sino que sólo se
han llevado a cabo desarrollos experimentales, con prototipos de laboratorio,
los resultados que se han obtenido son positivos”, asegura Maffrand,
en referencia a este sistema controlado por una computadora, que actúa
justo en el instante en el que la tensión y la corriente están
en cero y que hasta el momento ha demostrado una buena perfomance.
Provisión de energía
reactiva
La energía que provee
este dispositivo se llama reactiva, la cual es muy cara, por lo que la
idea central de este desarrollo es que los dispositivos correctores suministren
toda la energía reactiva, para no tener que generarla.
Al respecto, el docente
explica que como la señal alterna es senoidal, la corriente también
es senoidal ; así, cuando se tiene una resistencia, la corriente
está en fase, es decir, que coincide con la tensión y van
juntas al mismo tiempo ; mientras que cuando se inserta una bobina, que
es un reactor que se opone a que circule la corriente, esta queda atrasada.
Si la corriente coincide
con la tensión, esa potencia que se transfiere es activa y la energía
que se consume se llama también energía activa. En este caso,
toda la energía es utilizable, se transforma en trabajo, es decir
que se aprovecha en su totalidad.
Por el contrario, cuando
se pone una inductancia -una bobina, por ejemplo- actúa como reactor,
es decir que se opone a que la corriente circule, y esto produce un desfasaje
entre la tensión y la corriente.
Por ello, no coincide temporalmente
la onda de tensión con la onda de corriente, entonces al estar desfasada
se puede decir que esta corriente tiene dos componentes, una que coincide
con la tensión (energía o potencia activa) y otra componente
que está en cuadratura, es decir a 90 grados, llamada corriente
reactiva. La suma de estas dos da lo que se llama corriente aparente.
La corriente reactiva está
a 90 grados para las inductancias -para los motores, por ejemplo-
tiene un sentido de 180 grados opuestos con respecto a los capacitores.
El mismo tamaño
de las bobinas
En esto se basa fundamentalmente
este desarrollo tecnológico conseguido en la Facultad de Ingeniería.
Se ha comprobado que si se pone un capacitor en la línea, del mismo
tamaño que las bobinas, el capacitor suministra la corriente reactiva
que necesita la bobina -motor o redactancia- y sólo se consume la
parte activa.
De esta manera, esa corriente
no pasa por la línea, por lo tanto no se disipa energía y
aumenta la capacidad de transporte. En definitiva, disminuye la caída
de tensión.
transferencia tecnológica
Con esto se pueden obtener
importantes ganancias. Por ejemplo, la Empresa Provincial de Energía
de Córdoba tiene un factor de potencia 0,8, eso significa que el
80 por ciento es energía activa y el resto energía reactiva.
El 20 por ciento de la energía se disipa, es generada y nadie la
consume.
Esto se podría revertir
con la implementación de este dispositivo, a través del cual
es posible aprovechar la energía que se suministra en su totalidad.
De esta manera se obtendrían
los beneficios económicos que implica un mayor aprovechamiento de
la energía, con una mejor calidad de transmisión, ya que
con la misma capacidad de línea, es posible conseguir un cien por
ciento de corriente activa, con lo cual se puede pensar en tener más
maquinas o más iluminación, por ejemplo, con la misma corriente.
Este desarrollo tecnológico
puede resultar de utilidad para las empresas distribuidoras de energía,
en caso de existir una política de correción de factor
de potencia.
Por otro lado, se puede
hacer una transferencia tecnológica, que podría llegar a
beneficiar a las industrias, donde hay dos medidores, uno que registra
la potencia activa y otro que mide la reactiva, a diferencia de lo que
ocurre con el consumo domiciliario, donde únicamente se mide potencia
activa.
Un desarrollo simple y
económico
A diferencia de los países
desarrollados, donde se cuenta con tecnologías de punta y con una
superabundancia de materiales, en la UNRC se ha logrado un desarrollo tecnológico
muy simple y económico.
La llave está diseñada,
por un lado, con un dispositivo que se llama tiristor, uno de los primeros
semiconducotres que hubo, que está probado, se fabrica de todas
las potencias y tiene un costo bajo; y, por el otro, con un diodo, primitivo
dispositivo de la electrónica.
Básicamente la llave
se compone en la parte de potencia solamente de esas dos cosas, lo cual
ha llamado la atención en Japón, donde estos trabajos fueron
presentado recientemente.
Además de la llave,
como se dijo, este desarrollo incluye un novedoso sistema de control, basado
en la utilización de microprocesarores.
Para medir el desfasaje
de corriente hay varias técnicas. Aquí se hizo un circuito
con un filtro que aisla la denominada corriente en “q”, es decir, la corriente
en cuadratura, mencionada anteriormente como corriente reactiva, que es,
en definitiva lo que se quiere compensar con este nuevo dispositivo.
Los filtros que se utilizan
son similares a los filtros de audio. Se determina la decisión de
quedar con los 50 ciclos, a la vez que se lo programa para quedarse con
el valor de la corriente, cuando la tensión pase por el cero. |
