¿Qué es la calidad de la energía?
La calidad de la energía está ganando cada vez más atención en la industria de la energía eléctrica.
La teoría de la termodinámica dice que la cantidad de entropía se usa para describir la calidad de la energía. La entropía es un concepto bastante difícil; sin embargo, afortunadamente, es posible explicar de otra manera qué se entiende por energía de alta calidad y energía de baja calidad. Energía de alta calidad significa energía eléctrica, energía mecánica y algunas formas de energía química almacenada, por ejemplo, los combustibles fósiles.
Energía de baja calidad significa calor a baja temperatura. La energía de alta calidad y la energía de baja calidad se miden en las mismas unidades y no se distinguen las dos formas de energía por la cantidad de energía en sí. La cantidad de energía se puede describir en varios sistemas de unidades. Dos de las unidades más utilizadas son el Joule (J) y el kilovatio hora(kWh).
La energía de alta calidad, por ejemplo, la electricidad, se puede utilizar fácilmente para producir energía de baja calidad, como calor a baja temperatura, mientras que lo contrario es mucho más difícil y en algunos casos imposible en la práctica.
La energía de alta calidad es más valiosa que la de baja calidad. Por lo tanto, la conservación de la energía de alta calidad en los procesos de transferencia es importante. Esto es cierto cuando se transfiere energía dentro y fuera de una unidad de almacenamiento.
Un proceso de este tipo siempre implica un cierto grado de conversión de energía y, por lo general, la fracción de energía de baja calidad relacionada se denomina pérdida o desperdicio del proceso. La conversión de energía nunca implica un cambio de energía total y, por lo tanto, hay que buscar otra cualidad, que es la entropía.
La conversión de energía en la práctica siempre provoca un cambio de entropía y las diferentes formas de convertir la energía pueden dividirse en tres grupos:
- La conversión de energía de alta calidad en energía de baja calidad, por ejemplo, los quemadores de aceite o gas para los sistemas de calefacción.
- La conversión de energía de alta calidad en energía mecánica y de baja calidad, por ejemplo, los motores de combustión o las turbinas.
- La conversión directa de energía.
El término "buena calidad de la energía" puede utilizarse para describir un suministro de energía que siempre está disponible, siempre dentro de las tolerancias de tensión y frecuencia, y tiene una forma de onda sinusoidal pura y sin ruido.
La "mala calidad de la energía" describe cualquier suministro que se desvíe de este ideal; el hecho de que la desviación sea importante o no depende de la finalidad de la instalación, del diseño de los equipos y del diseño de la instalación.
Las principales causas de la mala calidad de la energía se dividen en dos categorías:
- Problemas de calidad del sistema de suministro.
- Problemas relacionados con la instalación y la carga.
La separación entre estas categorías nunca es completa, ya que las perturbaciones causadas por los equipos de un lugar pueden provocar daños o interrupciones en los equipos de otro lugar.
Por ejemplo, una carga pesada, como un horno de arco, en una unidad de fábrica en una finca pequeña puede causar una caída de voltaje a varios usuarios vecinos cuando se enciende.
El resultado puede ser la desconexión completa de una red informática, causando una perturbación mucho mayor de la que esperaría el operador que pulsó el botón.
