Cómo Dimensionar su Generador: Soluciones Portátiles, de Reserva y Standby para Hogar y Negocio

Cómo Calcular el Tamaño Adecuado de Generador para Aplicaciones Domésticas y Comerciales

Un generador es una alternativa adecuada para proveer energía eléctrica donde y cuando se necesite en caso de fallo de suministro, apagones de emergencia, obras, camping, exteriores y vehículos recreativos (RV), etc.

Un generador puede conectarse al panel principal mediante ATS (conmutador de transferencia automática). Puede hacerlo obteniendo permiso de construcción con ayuda de un electricista calificado y licenciado. Hay múltiples generadores para cargas pequeñas, medianas y grandes; el tipo (portátil, reserva, standby para hogar o comercial) depende de los requerimientos de carga y aplicaciones.

En este artículo mostraremos cómo hallar el tamaño adecuado de generador para aplicaciones domésticas en diferentes escenarios: circuitos seleccionados o toda la instalación, tipos de cargas, etc.

¿Qué Tamaño de Generador Portátil Necesito para Casa?

Generalmente, un generador portátil se prefiere para cargas pequeñas y puntos seleccionados. Independientemente de elegir circuitos seleccionados o todas las cargas del panel principal, debe hallar la potencia en vatios de todos los aparatos y sumarlos para obtener el valor estimado del generador en kW.

Tenga en cuenta que la mayoría de electrodomésticos domésticos como circuitos de iluminación son cargas resistivas y puede sumar sus valores exactos. En cargas inductivas altas (compresores, cocinas eléctricas, aire acondicionado, etc.), la corriente y potencia de arranque son mayores que las de funcionamiento. Lo resolveremos en el ejemplo.

Los alternadores y generadores se califican en kVA (kilovoltamperios), pero en los ejemplos usaremos kW (kilovatios) ya que en el lado de carga la mayoría de aparatos domésticos se califican en vatios.

Para conocer la potencia de un dispositivo, consulte la placa de características. Si no está disponible, multiplique voltaje por amperaje. Ejemplo: ventilador 120V, 0.8A = 96W (120V × 0.8A = 96W).

Fórmula para calcular la potencia de un aparato:

P = V × I

Donde: P = Potencia en Watts, V = Voltaje en Voltios, I = Corriente en Amperios.

En resumen: Watts = Voltios × Amperios

VA o W es la unidad básica. Para valores altos usamos k (kilo): 1000W = 1kW. Puede convertir entre Watts y Amperios con calculadoras online.

Dimensionamiento de Generador Portátil

Ejemplo resuelto:

Ejemplo:

¿Cuál es el tamaño adecuado de generador portátil para los siguientes aparatos?

Carga Pequeña

• 4 Ventiladores de 80W cada uno = 320W
• 4 Luces LED de 25W cada una = 100W
• 2 TV LCD de 120W cada una = 240W
• 1 Laptop de 110W = 110W
• 2 Cargadores de móvil de 25W cada uno = 50W
• Lavavajillas: 120V × 8A = 1200 VA = 0.96 kW
• Triturador: 120V × 6A = 960 VA = 0.72 kW
• Otras cargas pequeñas generales = 1.5 kW

Total Carga Pequeña = 320 + 100 + 240 + 110 + 50 + 960 + 720 + 1500 = 4 kW

Carga Grande

• Aire acondicionado: 240V × 15A = 3.6 kW
• Cocina eléctrica: 240V × 25A = 6 kW
• Calefactor eléctrico: 240V × 30A = 7.2 kW
• Secadora: 240V × 10A = 2.4 kW
• Compresor 1HP (746W) motor tipo L = 120V × 5A × 6* = 3.6 kW
• Sierra circular (motor universal tipo G) = 120V × 5A × 3* = 1.8 kW

Se multiplica ×6 y ×3 por el motor tipo L y tipo G respectivamente, ya que estos motores demandan corrientes de arranque muy altas y luego funcionan con corriente normal al alcanzar velocidad.

Además, debemos considerar el factor de demanda: no todos los aparatos funcionan a la vez. Ejemplo: calefactor y aire acondicionado no operan simultáneamente. Contaremos el de mayor potencia (calefactor 7.2 kW > aire acondicionado 6 kW). (NEC® Artículo 220.82(C)). El factor de demanda permitido para calefactor 7.2 kW es 5.76 kW (NEC Tabla 220.55). La cocina se excluye por funcionar poco tiempo.

Factor de Demanda para Carga Grande

• Cocina eléctrica: = 3.6 kW
• Calefactor: = 5.76 kW (tras factor de demanda sobre 7.2 kW)
• Secadora: = 2.4 kW
• Compresor 1HP motor tipo L = 3.6 kW
• Sierra circular motor tipo G = 1.8 kW

Total Carga Grande tras factor de demanda = 3.6 + 5.76 + 2.4 + 3.6 + 1.8 = 17.16 kW

Nadie usa toda la carga conectada a la vez (ventiladores, luces, secadores, lavadoras, cocinas, etc.). Según (NEC Tabla 220.42), los primeros 3 kVA/kW al 100% y el resto al 35%.

Factor de Demanda para Carga Pequeña

Total Carga Pequeña = 4 kW

• Primeros 3 kW al 100% = 3 kW
• Restante 1 kW (4-3) al 35% = 350 W

Total Carga Pequeña tras factor de demanda = 3 kW + 350W = 3.35 kW

Carga total en vatios (pequeña + grande) = 17.16 kW + 3.35 kW = 20.51 kW

20% Expansión Futura

Añada 20-25% de carga de expansión futura al valor calculado. Así podrá conectar cargas adicionales sin afectar la eficiencia, manejar picos de voltaje y transitorios, reducir ruido y alargar la vida del generador (funcionar al 100% continuo acorta su vida útil).

Añadiendo 20% extra:

20.51 kW + 20% = 4.1 kW

Tamaño total requerido: 20.51 + 4.1 = 24.61 kW

El siguiente tamaño comercial disponible y adecuado es 25 kW.

Dimensionamiento de Generador Comercial para Reserva y Standby

Un generador portátil (también llamado generador de emergencia) provee energía cuando y donde se necesita en apagones. Los generadores de reserva y standby están siempre conectados al panel principal vía ATS y circuitos automáticos, restaurando la energía en segundos cuando falla el suministro.

Los generadores comerciales se usan en aplicaciones de gran escala donde el negocio opera 24/7: hoteles, restaurantes, comercios, gasolineras, bancos, hospitales, plantas de fabricación, etc.

Los generadores comerciales de reserva requieren diseño e instalación profesional y cumplimiento del NEC (Artículos 700, 701, 702, 708). Según aplicaciones y operaciones, un generador comercial puede dimensionarse con estos métodos:

Medición de Capacidad de Plena Carga en kW

Método simple basado en cálculo. Use un amperímetro (o pinza amperimétrica) y mida la corriente de plena carga en cada fase (servicio eléctrico entrando al panel principal) durante el pico de uso. Sumé los tres valores para obtener la amperaje total.

Si el sistema es trifásico, divida el total entre 3. Si monofásico, entre 2. Multiplique el resultado por el voltaje de suministro (120V, 230V, 240V, etc.). Obtendrá la potencia en vatios requerida. Divida entre 1000 para kW. Añada 20% capacidad adicional. Ese es el tamaño estimado necesario.

Ejemplo:

Panel de servicio, Monofásico, 240V

• Amperios en Fase 1 = 175A
• Amperios en Fase 2 = 165A

Solución:

Suma y divide entre 2: 175 + 165 = 340A → 340/2 = 170A.

Multiplique por voltaje: 170A × 240V = 40,800 W

Divida entre 1000: 40.8 kW.

Añada 20%: 40.8 + 8.16 = 48.96 kW

El siguiente tamaño comercial adecuado es 50 kW. Siga artículos NEC (700, 701, 702, 708) al calcular plena carga para generador comercial.

Capacidad de Plena Carga desde Factura de Servicios

Método más fácil para negocios 24/7. Analice la factura de energía. Encuentre el pico de demanda máximo en kW y añada 20% capacidad adicional. Ese es el kW estimado del generador requerido.

Capacidad de Plena Carga kW de Motor Extensivo

Seleccione el motor más grande que arranca y para frecuentemente. Multiplique su amperaje por su voltaje nominal para hallar su potencia. Haga lo mismo con motores pequeños y cargas no motoras y sume todo. Añada 20% expansión futura. Divida entre 1000 para kW. Así se dimensiona un generador comercial usando capacidad de motor extensivo.

Medición por Metros Cuadrados

Método común en aplicaciones comerciales minoristas.

Añaden 10 vatios por pie² para comercio minorista y 5 vatios por pie² para otras aplicaciones comerciales/generales.

• Aplicaciones minoristas = 75 kW + 10 W/pie²
• Otras aplicaciones generales = 75 kW + 5 W/pie²