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Puede dimensionar un generador diésel haciendo coincidir su capacidad con su carga eléctrica total y luego convirtiendo esa carga en la clasificación kVA correcta. El dimensionamiento de un generador diésel es sencillo: sume sus vatios de funcionamiento, tenga en cuenta los picos de arranque y aplique algunas fórmulas estándar. Una calculadora de dimensionamiento de generadores se encarga de las conversiones por usted.
Las unidades de emergencia suelen funcionar a aproximadamente el 70 % de su capacidad total y operan menos de 200 horas al año, según la norma ISO 8528-1. Dicha clasificación determina cómo interpreta los resultados del dimensionamiento de su generador diésel. Esta guía le guía a través de kW frente a kVA, un recorrido por la calculadora, fórmulas clave, un ejemplo práctico y factores avanzados como el arranque de motores y el factor de potencia.
El dimensionamiento de generadores diésel significa hacer coincidir la capacidad del generador con su carga eléctrica total y luego convertir esa carga en la clasificación kVA correcta. Comience con un inventario completo de cada carga. Registre los datos de la placa de características, como el voltaje, el amperaje a plena carga, el factor de potencia y la potencia en caballos de fuerza. Separe las cargas continuas de las cargas intermitentes y determine el uso máximo de los últimos 12 meses o de los datos de la placa de características para los equipos planificados.
Su objetivo de dimensionamiento es la capacidad de funcionamiento continuo más la mayor demanda de arranque más la capacidad de reserva. Añada un margen de seguridad del 10 al 20 % para futuras ampliaciones de carga. Convierta todos los amperios a kilovatios antes de dimensionar el generador, de modo que cada cálculo utilice la misma unidad. Este paso es importante porque una unidad de tamaño insuficiente tiene dificultades con las cargas de arranque y la inestabilidad de voltaje, mientras que una unidad sobredimensionada funciona de manera ineficiente bajo carga ligera.
kW mide la potencia real, la electricidad que realmente realiza un trabajo. kVA mide la potencia aparente, la potencia total que un generador debe suministrar. Los dos valores difieren debido al factor de potencia, y la relación es kVA = kW / factor de potencia. Para una carga de 100 kW con un factor de potencia de 0.8, el tamaño de generador requerido es de 125 kVA.
El factor de potencia varía según la aplicación. Industrial three-phase generators suelen funcionar a 0.8, mientras que las unidades monofásicas residenciales y comerciales ligeras a menudo funcionan a 1.0. Las cargas con factor de potencia variable hacen que esta conversión sea esencial, ya que un factor de potencia bajo aumenta el kVA total que su generador debe suministrar.
| Tipo de aplicación | Fase del generador | Factor de potencia común |
| Residencial y comercial ligero | Monofásico | 1 |
| Industrial | Trifásico | 0.8 |
Una calculadora de dimensionamiento convierte entre kW, kVA, amperios y HP, para que pueda pasar de la capacidad del generador en kW a la clasificación kVA que su aplicación necesita. Esta conversión es el núcleo del dimensionamiento de generadores de kw a kva, y mantiene precisa su selección final.
Una calculadora de dimensionamiento de generadores de emergencia convierte su lista de cargas en una capacidad recomendada. Usted introduce los datos en un orden lógico y la herramienta se encarga de las matemáticas. Esto es lo que debe proporcionar en cada etapa.
Desglose de carga: enumere cada categoría de carga en kW con su factor de potencia, como cargas de seguridad para la vida humana, carga de bombas contra incendios y cargas de emergencia opcionales.
Datos del motor: caballos de fuerza, amperaje a plena carga, factor de potencia y voltaje del sistema.
Voltaje y fase del sistema: por ejemplo, 480 V trifásico.
Margen de seguridad: típicamente del 25 % para futuras ampliaciones y picos de arranque de motores.
También selecciona monofásico o trifásico. Esta elección cambia sus valores de corriente. Una calculadora de tamaño de generador utiliza estas entradas para calcular su kVA requerido.
Las estimaciones de consumo de combustible siguen la misma lógica. Usted introduce los kW nominales y el porcentaje de carga esperado, y la calculadora aplica una curva de eficiencia de carga a partir de los datos de prueba del motor. El uso de combustible por kWh mejora a medida que la carga aumenta hacia el rango óptimo. El consumo específico de combustible mide esta tasa.
Su valor calculado es un punto de partida, no una respuesta final. El kw / kva del generador de emergencia recomendado suele ser el siguiente tamaño estándar por encima de su valor calculado. Un requisito calculado de 78.1 kVA apunta a una unidad de 100 kVA. Un resultado de 150 kVA apunta a 200 kVA.
Aplique un margen de capacidad de reserva antes de redondear hacia arriba. Un margen de capacidad de reserva estándar del 20 % cubre futuras ampliaciones. Añada del 5 % al 10 % además de eso para arranques regulares bajo cero. En un ejemplo práctico, una capacidad de reserva del 10 % aplicada a una carga desclasificada de 440.9 kVA produjo 510.5 kVA, y el siguiente tamaño estándar fue de 600 kVA.
Este cálculo de dimensionamiento de generadores paso a paso mantiene su selección fundamentada. Puede dimensionar un generador con confianza una vez que coincida su kVA total con una potencia estándar y confirme que el margen se ajusta a las condiciones de su sitio.
La fórmula principal para dimensionar un generador diésel comienza con una simple suma. Sume los vatios de funcionamiento totales de cada carga y, a continuación, añada el pico de arranque del motor más grande. Ese pico se calcula restando los vatios de funcionamiento del motor más grande a sus vatios de arranque. Este método asume que los arranques de los motores están escalonados, por lo que solo un motor genera un pico a la vez.
Para sistemas trifásicos, utilice esta relación: potencia real en vatios = 1,732 x voltaje de línea x corriente de línea x factor de potencia. La potencia aparente en kVA = 1,732 x voltaje de línea x corriente de línea. Esta fórmula le permite convertir los amperios medidos directamente en los valores de kW y kVA que necesita.
La reducción de potencia (derating) se ajusta a las condiciones del sitio. Potencia de salida disponible = potencia nominal x factor de altitud x factor de temperatura. Un generador de 1000 kW con un factor de altitud de 0,92 y un factor de temperatura de 0,97 ofrece 892,4 kW. La reducción de potencia suele comenzar por encima de los 500 a 1000 pies de elevación. La mayoría de los generadores tienen una potencia nominal a 77 °F (25 °C). Las temperaturas superiores a 104 °F (40 °C) provocan una reducción de potencia perceptible.
La regla del 80% establece que no se debe cargar un generador más allá del 80% de su capacidad nominal para un uso continuo. Este margen protege el motor y el alternador de una sobrecarga sostenida.
Considere un hogar con un refrigerador, una bomba de pozo, un soplador de calefacción, luces y una bomba de sumidero. Enumere cada carga y registre sus vatios de funcionamiento. El refrigerador consume 150 W, la bomba de pozo 1000 W, el soplador de calefacción 500 W, las luces 300 W y la bomba de sumidero 800 W. Sus vatios de funcionamiento totales equivalen a 2750 W.
A continuación, identifique el pico de arranque del motor para cada carga impulsada por motor. La bomba de pozo añade 2000 W de pico, la bomba de sumidero añade 1200 W y el refrigerador añade 400 W. El arranque de motor más grande proviene de la bomba de pozo con 2000 W.
Aplique el método de la suma de los vatios de funcionamiento más el pico de arranque del motor más grande. Los vatios de funcionamiento totales de 2750 W más el pico más grande de 2000 W dan como resultado 4750 W. Esta cifra representa su demanda máxima durante el arranque del motor más grande.
Añada margen para la seguridad y futuras cargas. Multiplique 4750 W por 1,20 para obtener 5700 W. Ahora aplique la regla del 80% a la inversa. Un generador cargado al 80% de su capacidad nominal debe suministrar 5700 W, por lo que la capacidad necesaria = 5700 / 0,8 = 7125 W. Redondee hacia arriba hasta el próximo tamaño estándar, que es un generador de 7500 W. Esta unidad maneja todas las cargas esenciales con una capacidad de sobrecarga adecuada.
Cuando dimensione un generador, recuerde que los vatios de arranque frente a los vatios de funcionamiento no son un detalle menor. Una unidad dimensionada solo según los vatios de funcionamiento se detendrá cuando arranque un motor. El pico puede demandar varias veces el consumo continuo durante uno o dos segundos. Dimensionar en función de la carga de arranque en lugar de la carga de funcionamiento es exactamente lo que comprueba una calculadora de dimensionamiento de generadores. El mismo principio se aplica a los cálculos de kVA totales para sistemas más grandes. Su kVA total debe tener en cuenta el arranque del motor más grande, no solo la demanda en estado estacionario.
El pico de arranque del motor provoca la mayoría de los generadores subdimensionados. Un motor consume brevemente varias veces sus vatios de funcionamiento. El arranque del motor más grande establece su demanda máxima de kVA. Este kVA de arranque puede superar ampliamente el consumo en estado estacionario. Enumere cada motor y añada únicamente el pico del motor a su carga base. Escalone los arranques para mantener el pico manejable.
El factor de potencia cambia a medida que cambian las cargas. Los motores consumen diferente potencia reactiva, creando cargas con factores de potencia variables. Trate la potencia aparente como el límite que su generador debe cubrir. Los condensadores de corrección del factor de potencia pueden reducir esa carga reactiva. Convierta cada carga a kVA y kVAR en lugar de rastrear solo kW. Con cargas de factor de potencia mixto y variable, un generador dimensionado solo por kW falla. Calcule el kVA total al factor de potencia en el peor de los casos.
La operación en paralelo aumenta la capacidad. Dos unidades en un bus compartido pueden trabajar juntas si los parámetros eléctricos y los sistemas de regulador/AVR coinciden. Antes del acoplamiento, el voltaje, la frecuencia y la secuencia de fases deben coincidir. Voltaje dentro del 2-5%, frecuencia dentro de 0,1-0,2 Hz, ángulo de fase por debajo de 10-20 grados. En modo de estatismo (droop), las cargas se comparten proporcionalmente a la capacidad.
La altitud reduce la densidad del aire y la potencia del motor. La reducción de potencia suele comenzar por encima de los 1500 pies. Los motores de aspiración natural pierden un 3,5% por cada 1000 pies. Los motores turboalimentados pierden un 2,5%.
El calor también importa. Un generador con una potencia nominal de 40 °C ofrece los kW de placa. Por encima de los 40 °C, la potencia de salida disminuye entre un 2% y un 4% por cada aumento de 5 °C. Un radiador para altas temperaturas ambiente con un núcleo más grande y un ventilador de alta presión estática limita la pérdida. Haga coincidir el radiador, el ventilador y el factor de reducción de potencia. Los sitios en el desierto pueden necesitar un radiador remoto.
Aplique ambos factores a su carga. Un generador de 500 kW a gran altitud ofrece menos de los kW nominales. Añada la reducción de potencia por temperatura. La potencia nominal final debe superar la carga. La reducción de potencia disminuye los vatios de funcionamiento que puede consumir. Combine esto con cargas de factor de potencia variable, y los kW requeridos aumentan. Verifique con la hoja de datos del fabricante.
Ahora tiene un proceso repetible. Enumere cada carga, sume los vatios de funcionamiento totales, convierta a kW y kVA, y luego añada el pico de arranque del motor más grande. Aplique la reducción de potencia por altitud y temperatura. Confirme el resultado en kW con una calculadora.
El factor de potencia y el arranque del motor son los factores que más cambian su tamaño final. Un factor de potencia bajo aumenta los kVA requeridos. Un gran pico de motor aumenta la demanda de vatios de funcionamiento.
Dimensione siempre un generador con un margen de seguridad. Las guías recomiendan comúnmente entre un 10% y un 30% de capacidad adicional, apareciendo el 10-20% con mayor frecuencia.
Verifique la potencia nominal en kW con la hoja de datos del fabricante antes de comprar. Este paso protege su decisión de dimensionamiento de generadores diésel. Un buen dimensionamiento de generadores siempre incluye esta comprobación final.
Sume los vatios de funcionamiento totales de cada aparato que planee alimentar. Luego, añada el pico de arranque del motor más grande. Aplique la regla del 80% y redondee hacia arriba hasta el próximo tamaño estándar. Una calculadora de tamaño de generador confirma su número final.
Divida su carga en kW entre el factor de potencia. Una carga de 100 kW con un factor de potencia de 0,8 necesita 125 kVA. Las unidades industriales trifásicas suelen funcionar a 0,8, mientras que las unidades residenciales monofásicas suelen funcionar a 1,0.
Sí. Dos unidades en un bus compartido funcionan juntas cuando el voltaje, la frecuencia y la secuencia de fases coinciden. El voltaje debe mantenerse dentro del 2-5%, la frecuencia dentro de 0,1-0,2 Hz y el ángulo de fase por debajo de 10-20 grados. A continuación, las cargas se comparten proporcionalmente a la capacidad.
Un motor consume brevemente varias veces sus vatios de funcionamiento durante el arranque. Este pico de vatios de arranque establece su demanda máxima. Una unidad dimensionada solo para el consumo constante se detendrá. Dimensione siempre en función del arranque del motor más grande, no solo de la carga continua.
La altitud reduce la densidad del aire y la potencia del motor. La reducción de potencia suele comenzar por encima de los 1500 pies. Los motores de aspiración natural pierden un 3,5% por cada 1000 pies, y los motores turboalimentados pierden un 2,5%. Una calculadora de dimensionamiento de generadores en espera le ayuda a confirmar la potencia nominal reducida.
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