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¿Eficiencia energética o densidad de potencia?

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¿Un 1 % es mucho o poco?

Como la eficiencia ya es muy alta, las mejoras son cada vez más difíciles.

Pasar del 97 al 98 % requiere reducir las pérdidas una tercera parte.

Si queremos pasar del 98 al 99 %, tenemos que añadir a esto otra reducción de pérdidas a la mitad.

Con casi total seguridad, esta reducción del 50 % precisaría de un rediseño total con técnicas más complejas y componentes muy caros, con el correspondiente tiempo y riesgo del diseño. Una fuente de 1 kW disipa 20,4 W al 98 % de eficiencia, y pasar al 99 % reduciría las pérdidas a 10,1 W (imagen 2).

El coste implicado en ahorrar solo 10,3 W es muy importante a lo largo del tiempo y en el gasto final de materiales.

Podríamos pensar que todo ahorro de energía vale la pena, pero las cosas no son tan sencillas cuando vemos todos los factores implicados. En EE. UU., la industria paga a 0,165 $ el kilovatio hora. Si fijamos una vida útil de cinco años para una fuente de alimentación de 1 kW con un 100 % de actividad, la reducción de 10,1 W supone un ahorro de unos 73 $, mientras que la potencia de salida cuesta más de 7300 $.

Hay muchos costes de administración implicados en la adquisición, la compra y la calificación de una nueva fuente de alimentación, por no hablar de los costes de eliminación de los equipos obsoletos. También hay que tener en cuenta el coste de los riesgos relacionados con el cambio. Es altamente improbable que haya algún análisis que demuestre que el ahorro de esos 73 $ valga la pena en comparación con todos los demás costes, a no ser que hablemos de instalaciones donde se van a usar miles de unidades. El concepto de «eficiencia por eficiencia» no es una gran estrategia comercial.

¿Qué pasa con el calor?

¿Hasta qué grado debe tener en cuenta una empresa el calor disipado por las fuentes de alimentación? Esto dependerá del origen de la electricidad. Si se trata de combustibles fósiles (como el carbón o el gas), la energía consumida por el equipo final y los sistemas de climatización tendrá un impacto en el calentamiento global y la contaminación. Según cierto análisis, hasta las centrales nucleares «limpias» liberan calor al medioambiente, puesto que su eficiencia térmica suele ser de un 33 %.

¿Eficiencia energética o densidad de potencia?
Imagen 2: comparación entre pérdidas y eficiencia en un convertidor de potencia de 1 kW (fuente: Mouser Electronics)

Es evidente que mejorar la eficiencia es algo positivo, pero, incluso en las zonas más cálidas del planeta, la gente genera calor en calderas, duchas, bañeras, lavadoras, secadoras, etc. No parece que tenga mucho sentido que los diseñadores se esfuercen por ahorrar unos pocos vatios mientras el vecino se pasa horas usando una secadora de varios kilovatios. Para solucionar esta anomalía, los esquemas de cogeneración (también llamada producción combinada de calor y electricidad o generación termoeléctrica) pueden recolectar y canalizar el calor industrial perdido y usarlo de forma positiva en ámbitos locales.

Un ejemplo muy temprano de esto fue la primera central energética de Thomas Edison en 1882, con el nombre de Pearl Street Station. Se utiliza un principio similar en el centro de datos construidos por IBM en la Syracuse University, en Nueva York. Aunque no sea algo frecuente, estos mismos principios se podrían usar en la industria. Las operadoras están migrando los centros de datos a climas más fríos, donde la temperatura ambiente se puede emplear para la refrigeración; por lo tanto, el calor, si se canaliza correctamente, puede resultar muy útil, sobre todo donde la electricidad es barata porque proviene de fuentes hidrológicas o geotermales (como Noruega o Islandia).

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