Información para calcular el costo eléctrico de una bomba sumergible

Este artículo le ayudará a entender mejor  el poder eléctrico en términos de cómo calcular el costo de operación de una bomba sumergible. Como parte de esto, examinaremos la relación de fase entre el voltaje y la corriente, también conocido como factor de potencia.

Primero, una revisión rápida del voltaje y la corriente:

El voltaje es presión eléctrica simple, y es medida en volts (V).
La medida equivalente en un sistema de agua, es la presión.

La corriente, que es medida en amperes (A), es flujo eléctrico.
1 A es definido como 6.2 X 1018 electrones (que es 6.2 seguido por 18 ceros) fluyendo en determinado punto por segundo.

La potencia eléctrica es una combinación de voltaje y corriente

Retomando la analogía de los sistemas de agua, 1A,una bomba de 1 kilowatt (kW) proporciona más poder que una de .55 kW.
Dicho de otra manera, una bomba de 1kW proporcionará una combinación más alta de presión y flujo que una bomba de .55 kW.
El poder eléctrico funciona de la misma manera, y también está expresado en watts(W) o kW (kW).
La gran diferencia entre potencia eléctrica versus un sistema de agua, es que la electricidad es proporcionada como corriente alterna, llamada generalmente AC. Esto significa que el voltaje y la corriente están en constante cambio o “alteración”, como vemos en las curvas de electricidad. La potencia eléctrica se alterna en 50 Hertz o en 60 Hertz (50 o 60 ciclos por segundo). Las curvas del voltaje y la corriente no se alínean necesariamente,  esto significa que los picos y los puntos de cruce cero no suceden al mismo tiempo, y están “fuera de fase”.  Esta relación de fase entre el voltaje y la corriente se llama Factor de Potencia. Entre más bajo sea el  factor de potencia, más alto sería el rango de voltaje y corriente fuera de fase.

En este primer ejemplo, el factor de potencia es relativamente alto, y se puede ver que el voltaje y la corriente están muy cerca de estar “en fase”.

El segundo diagrama muestra el caso de un factor de potencia relativamente bajo, en el que el voltaje y la corriente están significativamente fuera de fase una de otra.

El factor de potencia es siempre un número entre 0 y 1, y a veces está expresado en porcentaje y no es dimensionado, esto significa, que no tiene unidades. La razón de esta discusión es que la potencia en un circuito eléctrico AC depende no sólo del voltaje suministrado y de la corriente consumida, sino también en el factor de potencia de ese circuito.

Ahora veamos un ejemplo real. Las siguientes características son de la etiqueta de un motor eléctrico de 220 volts, 1, 1kW:

Poder eléctrico monofásico, en un circuito AC, se calcula de la siguiente manera:

Poder eléctrico = Voltaje * Corriente * Factor de Potencia

Voltaje = 220V
Amps = 9.7 A
Factor de Potencia = 0.79

El cálculo para la potencia eléctrica trifásica en un circuito es ligeramente diferente:

Potencia eléctrica = 1.732 * Voltaje * Corriente * Factor de Potencia

Calculando los costos:

Un punto clave es que la potencia es “lo que se paga”. No se paga por el voltaje ni la corriente, sino por la combinación de los dos. Entonces, como se traduce esto a dinero y costo?
Todos pagamos por potencia eléctrica en términos de kilowatt-horas. Un kilowatt-hora es simplemente un kilowatt por una hora.

Para calcular el costo mensual, necesitamos saber 3 cosas:

  1. El consumo de potencia del equipo en kilowatts
  2. Cuántas horas al día o al mes opera el equipo
  3. El costo de la potencia en kilowatt-hora

Costo Mensual = Potencia * horas de operación al mes * costo por kilowatt-hora

De nuevo, veamos un ejemplo:

  1. Consumo de potencia – Regresando a nuestro ejemplo anterior, un motor monofásico de 1.1 kW consume 1.69 kilowatts.
  2. Horas por mes – En nuestro ejemplo, asumamos que el motor/bomba está prendido un promedio de 2 horas por día. Eso significa que estaría prendido 60 horas por mes, en promedio.
  3. Costo de la potencia – De acuerdo a las compañías suministradoras de electricidad, el costo promedio de electricidad doméstica en el 2011 era de 12 centavos el kilowatt-hora (en Alemania).

Costo Mensual = 1.69 kW * 60 horas por mes * 0.12 €/kW
= 12.17 €

Esto es una manera rápida de calcular cuánto cuesta operar  una bomba sumergible. Así que, si usted desea saber los costos operativos de un sistema de agua, esto le puede ayudar para calcular.
La potencia y la corriente pueden ser mezclados fácilmente: Aunque la corriente sea sólo un componente de la potencia eléctrica tanto como flujo (l/s) es sólo un componente en el rendimiento de un sistema de agua.