CA vs. CC. La guerra Westinghouse / Edison continua …


250px-Thomas_Edison¿Sabía Ud. que Edison tenía su estándar, sobre la generación y transmisión de energía eléctrica desde los puntos de venta hasta el consumidor, y que era de corriente continua (CC) (La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial) en lugar de corriente alterna (CA) (Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente)  que tenemos hoy?. Alrededor  del comienzo del siglo 20, Nikola Tesla inventó la generación de corriente alterna y transmisión con motores de inducción AC. Posteriormente se patento por George Westinghouse y la guerra comenzó con Edison.  Edison fue tan lejos como la electrocución de animales con CA para mostrar cómo era de letal en comparación con la corriente continua. El hecho es que cualquier corriente eléctrica puede ser letal. Actualmente se puede poner el corazón en fibrilación con CC y con CA (alrededor de 60 miliamperios para la CA, y 300 a 500 miliamperios para CC).  Por encima de 200 miliamperios los músculos se contraen tan violentamente que el corazón no puede bombear.

Todos sabemos que Tesla y Westinghouse ganaron la batalla de generación y transmisión de CA porque tiene la ventaja de ser fácilmente “transformable” a mayor y menor tensión, permitiendo la transmisión a grandes distancias. Además, la transmisión de CA se propaga por un cable con menor pérdida de corriente. CC sufre seriamente de la Ley de Ohm (R = V / I donde “R” es la resistencia en ohmios del cable, “V” es la caída de tensión en toda la longitud del cable en voltios, y “I” es la corriente que fluye a través del cable en amperios). Para calcular la pérdida de potencia de CC debido a la resistencia de un cable, sólo tiene que sustituir, la resistencia en ohmios,   directamente en la ecuación de Potencia (P = I * V) y encontrar P = I ^ 2 * R, donde P es potencia en vatios. Si se considera una línea de transmisión  de CC con una corriente de 10.000 amperios y una resistencia a la transmisión de sólo 0, 1 ohmios, se le pierden 10 millones de vatios de potencia! Además, habría una pérdida de tensión (caída de tensión), de más de 1000 voltios de un extremo al otro. Dependiendo de la longitud del cable se calienta tanto que puede provocar un incendio o una explosión. Desde que se sabe que las pérdidas de transmisión sería mucho mayor que cero ohmios (a menos que los cables fueron hechos de materiales súper conductores). En CC la transmisión se consideró impracticable y abandonada. Pero curiosamente, la batalla todavía causa estragos en los bolsillos de nuestra industria.

Hay complejidades en la alimentación de CA a saber; el mantenimiento de la frecuencia correcta (50 o 60 hercios, dependiendo de su país) y la fase de sincronización. Cuando se presentan los generadores en línea, que deben coincidir exactamente con la fase y la frecuencia en la “red” si no es así “pueden suceder problemas graves”. Considere lo que ocurriría si un generador de 100 megavatios se cambió en la red con tan sólo 1 grado de diferencia de fase entre el generador y la red. El ángulo de fase de 1 grado en el cruce de cero (el punto donde la onda senoidal de potencia va a cero antes de la inversión) sería igual a una pérdida de potencia de más de 1, 74 megavatios! Bueno, en realidad la potencia no se pierde … se mostraría algún usted no quisiera que – al igual que un transformador de alta tensión de transmisión (es decir, imaginar un gran auge seguido por mucho pánico). Es por eso que nuestros dispositivos de seguridad de las redes de transporte – como disyuntores de alta potencia del tamaño de automóviles. Hay otros problemas con grandes redes distribuidas que abarcan una nación – la fase de la energía será diferente a lo largo de la red y siempre existe la cuestión de factor de potencia.

A pesar de todos los problemas relacionados con la alimentación de CA, nuestro mundo moderno funciona con ella. Lo interesante es que en la mayoría de los hogares, la electrónica (incluyendo  el PC) la tensión de la red es de 240v CA después de bajar de la mediana tensión en los transformadores de zona, en las casas es necesario convertir a CC mediante una la fuente de alimentación pasando a un voltaje menor requerido por el sistema. La mayoría de los subsistemas electrónicos funcionan con voltajes que van desde menos de 1 voltio a alrededor de 48 voltios de CC. (teléfonos móviles, videoconsolas, routers, hubs, ordenadores,   discos duros externos, receptores de TV digital, etc…) Hay pérdidas con la conversión de un voltaje a otro, pero la mayoría de los diseños pueden proporcionar aproximadamente el 80% de eficiencia con muchos superior al 90%. Para obtener más información sobre las fuentes de alimentación conmutadas, consulte el tutorial de  salida analógica de la Universidad Nacional sobre la conversión de energía. También consulte las WEBENCH con sus herramientas que permiten diseñar un completo cambio de fuente de alimentación en línea.
Otra razón para la conversión a CC es la creciente necesidad de fuentes de energía alternativas como la eólica y la solar. Por ejemplo, los paneles fotovoltaicos utilizados para las instalaciones solares de suministro de generación de CC que se convierten a la red. Como la iluminación LED comienza a superar los tradicionales bombillas incandescentes y lámparas fluorescentes compactas, que requieren de corriente alterna. Esto, a su vez es suministrada por fuentes de alimentación conmutadas que convertir la energia eléctrica en un nivel constante de corriente para los LED.
Pero esto plantea la pregunta, “¿qué pasa con nuestra infraestructura existente?” Dudo que alguien dige, “seguro de que vamos a terminar con toda mi casa y recableada para alimentación de CC.” Sólo la cuestión con los aparatos es suficiente para detener cualquier iniciativa. Sin embargo, un doble sistema de alimentación energetica, en realidad podría tener algún sentido. Para aquellos sistemas que pueden beneficiarse de la corriente continua (como la carga de su vehículo eléctrico de baterías), haciendo una puerta de entrada de CC en el hogar podría proporcionar algunos beneficios. Tendrá una muy eficaz fuente de alimentación que reduzca la actual línea de CA a alrededor de 48 voltios CC. Entonces, o cualquier aparato electrónico que requieren CC podría comenzar en el punto 48 voltios y convertir fácilmente a lo que cada vez que el sistema requiere.
Hay un movimiento silencioso para regresar al CC para algunas de las razones anteriormente mencionadas, al menos en el destino final. Dudo seriamente de que Edison finalmente ganara la guerra que es mucho más bonito en este momento. Sin embargo, con las solicitudes de corriente continua emergiendo puede aparecer una pasarela estandar de CC en el garaje. Algo para pensar … hasta la próxima vez …

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  1. #1 by Fernando Braunschweig on 30 Julio, 2013 - 0:58

    En los hogares podrian fucionar con corriente continua de 220v o 110v o ambas corrientes proveniente de paneles solares o de las baterias de reserva o de la red en los dias nublados. Los televisores moderno tienen fuentes incorporadas del tipo swiching, por lo tanto funcionan con ambas corrientes 220v o 110v CA o CC, sin niguna modificacion, lo mismo los cargadores celulares o Netboock andan con 220v cc o ca porque tien incorpaorado fuentes swiching. Los calefones y las planchas y hornos y cosina fucionan con cc o ca. Nos quedaria los ventiladores, heladera, aire acodicionado, que podrian fucionar con un conversor de 220v cc a 220v ca, estos conversores no se consiguen en los comercios. Las luces led y de vajo consumo fucionan con CA y CC de 220v sin modificacion. Lo autos se podrian cargar con un regulardor a menos que tengan bateria 220v, si asi fuera podrian fucionar como aculador de reserva de la casa cuando esta enchfado, es decir la bateria del auto abasteceria la enegia de la casa cuando el auto esta en la casa . Si una casa esta adaptado para que funcione con corriente continua a traves de paneles solares, en caso de dias nublado o faltante de enegia se lo complementria con la corriente de la red en forma automatica.

  2. #2 by Fernando Braunschweig on 30 Julio, 2013 - 1:38

    Con 80 m2 de pneles solars instalado en el techo de una casa podrian producir unos 80kw/h/dia, es una enegia como para avastecer un auto electrico para que ande 100km, si el auto electrico tubiera bateria de 220v esta serviria como de reserba para la casa, cuando el auto esta en la casa. Un usurio gasta unos 5 a 7kw/h/ dia para el uso diario de la casa. En este caso convendria tener cc de 220v en toda la casa y en forma automatizada conectase a la red rectificada previamente a cc , para en caso de faltante como en los dias nublado.

  3. #3 by Fernando Braunschweig on 30 Julio, 2013 - 1:47

    Los motores con colector como licuadoras y sescadores de pelo y taladro electrico fucionan tanto con cc como con ca

(No será publicado)