Siguiendo con el tema del post previo (y agradeciendo de nuevo al Chimango y al Guillote), antes sacar cuentas sobre la energía sustentable, hay que hablar de las unidades de medida. Hay dos conceptos básicos en la discusión, uno de ellos es la energía per se, y el otro es el de potencia o energía por unidad de tiempo.
La unidad de energía que David J. C. MacKay usa en su libro es el kilovatio-hora o kwh. Es una unidad elegida deliberadamente: si toman su factura/recibo de electricidad (Edenor/Edesur por ejemplo), la unidad de medida de la energía consumida es precisamente el kwh. En mi casa en los últimos dos meses la energía eléctrica consumida fue de unos 150 kwh.
Consumo en energía eléctrica (dos meses) de 160 kwh aprox. Sólo tengo una heladera, una laptop y las luces.
Consumo, medidas y energía
¿Por qué no usar las unidades del sistema internacional? La unidad de energía del sistema internacional de unidades es el Joule pero es muy pequeña: los 150 kwh de mi consumo bimensual serían equivalentes a 540000000 J (el factor es 1 kwh = 3600000 J ó 3.6E6 J). Pasa algo similar con las unidades de presión en la que se expresa la presión atmosférica del pronóstico del tiempo: la unidad del sistema internacional es el Pascal (Pa) pero como es muy pequeño se usa el hectopascal equivalente a 100 Pa (“35 grados y una presión atmósferica de 1010 hectopascales” en lugar de “35 grados y PA de 1010000 pascales”).
La potencia se mide en energía por unidad de tiempo, o P=E/t. Mide la tasa a la que se produce o utiliza energía(*). Se puede hacer una analogía entre el agua, que simbolizaría la energía (en litros), y el flujo de agua (litros por minuto, por ejemplo) que representaría la potencia. Todo esto está mucho mejor desarrollado en el libro de McKay (capítulo 2).
Para saber la energía consumida por un artefacto, basta con hacer una multiplicación (hay que tomar en cuenta las unidades, claro está): Energía=Potencia x Tiempo. La unidad de potencia usada en el libro es el kilovatio-hora por día, o kwh/d. También son usados el vatio y sus múltiplos (kilovatio, gigavatio, etc, éstos últimos sobre todo para generación de energía). Los factores de conversión son así: 1000 w=1kw= 24kwh/d. De ahi que 1 kwh/d=1000/24=41.667w ≈ 40w. Si dejo enchufado y encendido el televisor (de unos 70 w) todo un día, entonces el consumo en kwh es de 70/40=1.75kwh (esto es en UN día).
A continuación algunos ejemplos con medidas cotidianas (algunas cantidades extraídas de documento elaborado por Enarsa) y otras no tan cotidianas:
Lamparita de bajo consumo
En la etiqueta dice que es de 18 watts. Eso significa que conectada consume 18 watts o 18 J/s. En una hora, que tiene 60×60=3600 segundos, la lampara consume 18*3600=64800 J; 8 horas encendida consume en total 64800*8=518400J ó aprox 0.14 kwh. También podemos usar la fórmula de más arriba: 18/40*3=1.35≈1.4. El 3 de la cuenta anterior es porque se trata de 8 horas (1/3 de día) y no de 24 horas.
Heladera
una heladera “promedio” consume 150 watts. En un día, la heladera continuamente enchufada, tiene un consumo total de energía sería de 3.6 kwh y en 8 semanas asciende a unos 200 kwh (150/40×8(semanas)x7(días)≈200 kwh). Comparemos eso con el consumo en 8 semanas de mi último recibo de Edenor: 157 kwh! Obviamente mi heladera es bastante más eficiente que la heladera promedio del documento.
Televisor
Un televisor promedio consume unos 70 vatios, es decir 70J/s ó 1.75 kwh/d. Uno de pantalla plana puede andar en el orden de los 340 w. Pero esto depende mucho del tipo de televisor: LED, Plasma, 3D, UltraHD etc y del año del modelo. En general, gracias a iniciativas como Energy Star en Estados Unidos y otras similares en Europa, el consumo ha ido disminuyendo año a año con los nuevos modelos. En particular, esta página permite comparar TV entre sí respecto a sus consumos típicos anuales, consumos encendidos, consumos en standby. Uno de 80 pulgadas está en el orden de 100 W:
Radiador eléctrico
Son de los que se usan en días bien fríos de invierno, consume 1200 watts. Un verdadero chupasangre. Eso encendido 24 horas equivale a 1200/40≈30 kwh. Si es por la noche nada más, 8 horas, entonces eso equivale a unos 10 kwh. 8 semanas de ese mismo consumo y se llega a 8x7x10=560 kwh. Comparemos nuevamente eso con el número de más arriba, de 160 kwh… (en casa la calefacción es a base de gas… más sobre eso en otro post).
Fuentes de energía
Hablemos ahora de fuentes de energía. La Central Térmica Costanera, esa que se ve desde la Reserva ecológica Costanera Sur, tiene una capacidad instalada de hasta 2324MW, es decir 2324 millones de vatios.
Central Térmica Costanera (clic en la imagen para ir al website de la compañía)
Un molino de viento o aerogenerador. La energía entregada por ellos depende del diámetro del mismo, la altura y sobre todo de la velocidad del viento. En el parque eólico ubicado en Comodoro Rivadavia en algún momento (desconozco si actualmente están todos activos) habían 10 generadores produciendo “22900000 kwh por año” (fuente). Eso da mas o menos unos 6300 kwh por generador y por día.
La Central de Atucha I genera unos 357 MWe en forma de electricidad, originalmente como calor genera más (1179 MWt), sólo que este debe ser convertido en electricidad a través de turbinas, en un proceso que por definición nunca puede ser 100% eficiente. La “e” y la “t” en los megavatios citados antes quieren decir eléctricos y térmicos respectivamente.
El consumo en Argentina
El consumo promedio por año y por habitante en Argentina, según el Banco Mundial, es de unos 3000 kwh (per capita). Esto se calcula considerando “... la producción de las centrales eléctricas y de las plantas de cogeneración menos las pérdidas ocurridas en la transmisión, distribución y transformación y el consumo propio de las plantas de cogeneración...” y dividiendo el total entre el número de habitantes. (Fuente: BM)
Finalizando
Eso es todo en cuanto a unidades de energía y potencia. Si quieren buscar más información, el documento de Enarsa del cual saqué las cantidades consumidas por electrodomésticos típicos esta bastante completo. También en este link hay una excelente y muy visual página que muestra cuántos kwh precisa un electrodoméstico típico. Ahí sale por ejemplo que el adorado y añorado televisor plasma (ítem 21) consume unos 339 Watts.
Para retener:
- Consumo promedio en mi casa de electricidad (2 meses): 160 kwh Por favor contrastarlo con su consumo propio
- Lamparita de bajo consumo 18W, aproximadamente 0.5 kwh en un día o 0.5 kwh/d
- Radiador eléctrico, unos 1200W aproximadamente 30kwh/d
- Heladera enchufada un día entero unos 3.6 kwh/d
- Aire acondicionado de 2200 frigorías, unos 1350 W aprox 34 kwh/d otro verdadero chupasangre.
- Central Atucha I genera unos 357MWe.
- El consumo promedio anual por habitante de energía eléctrica en Argentina es de unos 3000 kwh. Eso en períodos de dos meses es igual a 500 kwh. Comparen su consumo con ese número.