Energía Activa: ¿Qué es? ¿Cómo se Genera? ¿Cómo se Almacena?

 

¿Qué es la energía activa?

La energía activa produce trabajo. Es la que produce luz, calor y movimiento al entrar a una instalación por los conductores de electricidad.
Por Ejemplo:
Calienta las resistencias de un horno, provee la fuerza para mover motores, produce luz al atravesar el filamento de un foco.
La energía activa representa numéricamente la dedicación que tuvo una parte de las maquinas generadoras de electricidad hacia nuestra instalación durante una determinada cantidad de tiempo.

Desde el punto de vista del consumidor, es el gasto resultante del uso de sus equipos eléctricos durante cierta cantidad de tiempo.

Los receptores formados por resistencias puras (aparatos de calefacción, lámparas incandescentes, etc.) consumen, exclusivamente, este tipo de energía.

En el Diccionario de la Energía Eléctrica se la define como  “Integral en el tiempo de la potencia activa”. 

La energía reactiva es la que se produce cuando hay un intercambio de energía, lo que provoca un consumo suplementario que no es aprovechado por los receptores.

La energía reactiva, contrario a la activa, provoca una sobrecarga en líneas, transformadores y generadores sin llegar a producir un rendimiento útil, pero la factura de energía sí la contabiliza por lo que puede llegar a incrementarla en cantidades importantes.

energía activa

¿Qué diferencia hay entre energía activa y energía reactiva?

Entre la energía activa y la energía reactiva hay diferencias sustanciales.

  1. La primera diferencia es que mientras que la energía activa se convierte en movimiento o calor, la reactiva no es consumible ni tampoco calienta.
  2. Mientras que la energía activa se mide en kWh, la reactiva se mide en kVArh, que indica el kilovoltio-amperio reactivo por hora.
  3. Finalmente, la energía aparente es la energía total de una instalación eléctrica, es decir, la suma resultante de la energía activa y reactiva.
Por Ejemplo:
En un vaso de cerveza, por ejemplo, la energía activa sería la cerveza en sí misma, mientras la reactiva sería la espuma, es decir, la parte de la cerveza que se pierde. La energía aparente es el vaso completo.

Ventajas y desventajas de la energía activa

¿Qué ventajas tiene la energía activa?

La ventaja está dada en que es el resultado de transformar la energía eléctrica en trabajo mecánico para hacer funcionar los aparatos que tenemos en nuestros hogares como una lavadora, la calefacción, el aire acondicionado, etc., y por eso se le conoce como energía útil.

¿Qué desventajas tiene?

La desventaja es la energía reactiva que se deriva de la energía activa y que, contrario a esta, ocasiona inconvenientes serios a los usuarios.

energía activaEn efecto, existen muchos aparatos que para funcionar necesitan campos magnéticos, por ejemplo, los bobinados de los ordenadores.

Estos aparatos absorben energía de la red, crean campos magnéticos y devuelven la energía mientras los campos magnéticos desaparecen, lo cual provoca un consumo no aprovechable de energía, convirtiéndola de esa manera en energía no útil.

La energía reactiva puede provocar sobrecarga en las líneas, en los transformadores y generadores y, en consecuencia, mayores cantidades a pagar en la factura.

Esta energía se mide en kVArh.

¿Cómo se forma la energía activa?

La energía activa se forma por dos componentes, como la potencia, cuyas unidades se miden en kilovatios (KW).

El consumo de energía es proporcional a la potencia de los equipos, dato característico en cada uno de ellos.

El segundo componente es el tiempo, cuya unidad más usual es la hora.

De ahí que el consumo de energía sea proporcional al tiempo de uso de los equipos, o sea, KWh.

¿En qué unidades se mide?

energía activa qué esLa unidad de medida de la energía activa es muy familiar para todos los consumidores.  La unidad de medida es el kilovatio-hora, cuya abreviación es KWh. 

El lenguaje que se usa al referirse a esta medida es muy popular; por ejemplo, decimos, “Nuestro consumo del mes pasado fue de trescientos kilovatios hora”.

La misma expresión se usa en la industria donde el consumo, por supuesto, es mayor, “Nuestro consumo de energía activa el mes pasado fue de cuarenta mil kilovatios hora”.

Según los expertos,  la energía activa se mide  “mediante el Medidor o Contador de energía activa (kWh), el mismo que es instalado en el Punto de Conexión (Caja o Panel) de cada Consumidor, sirviéndose de la línea de Baja Tensión (220 V) o de Media Tensión con Puesto de Transformación (10,5 o 24,9 kV)”.

Un ejemplo de medición clásico es el siguiente:

Si se lee en la placa de un motor que su potencia es de 3 kW (P), y si mantenemos el motor funcionando 10 horas seguidas (t), el consumo de energía (E) será:

E = P x t = 3 kW x 10 h = 30 kWh

¿Cómo se transforma la energía activa?

Una forma de energía puede transformarse en otra forma de energía diferente.
Por Ejemplo:
Cuando encendemos un tostador, la energía eléctrica se transforma en térmica; o en nuestro cuerpo, la energía química de los alimentos se transforma en energía mecánica cuando nos movemos.

La energía activa se transforma en luz, calor y movimiento al ingresar a una instalación por los conductores de electricidad.

Se transforma en las resistencias de un horno, en la fuerza para mover motores; se transforma en energía eléctrica al atravesar el filamento de un foco. A su vez, los receptores eléctricos alimentados por corriente eléctrica transforman la energía eléctrica en trabajo mecánico y en calor, por acción de la energía activa.

¿Cómo se almacena la energía activa?

La energía se divide en energía potencial (gravitacional, química, elástica) o energía cinética.

Algunos sistemas mecánicos  almacenan energía o la consumen lentamente,  como el reloj mecánico que almacena la energía en el muelle para ir consumiéndola vía un regulador.

Los métodos de almacenamiento son muchos y muy variados.

Baterías y pilas

batería energía activaLos métodos electroquímicos usan  batería, batería de flujo, pila de combustible y motores. 

La electricidad es una energía secundaria, que proviene de la transformación de una energía primaria, y no se puede almacenar como energía eléctrica porque es consumida instantáneamente o perdida.

La solución para el almacenamiento de electricidad está en las pilas y baterías basadas en reacciones químicas, aunque estas  tecnologías presentan inconvenientes que limitan su uso,  como el coste, el peso y la baja productividad, y en algunos casos la peligrosidad de sus componentes, como ácidos y plomo.

Condensadores o almacenamiento energético magnético

Otros métodos de almacenamiento son los condensadores o el almacenamiento energético magnético  con superconductores.

Los métodos mecánicos consisten en aire comprimido, batería inercial y acumulador hidráulico.

Almacenamiento potencial

Los métodos de almacenamiento potencial  se refieren a una central hidroeléctrica reversible  que además de transformar la energía potencial del agua en electricidad, puede hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energía potencial del agua consumiendo energía eléctrica.

Almacenamiento térmico

Y en los métodos térmicos se usan sal fundida, el nitrógeno y el aire líquidos.

¿Qué necesitamos para producir energía activa?

Cuando pensamos en que una lámpara halógena tiene una potencia de 50 vatios, que un radiador eléctrico dispone de 1500 vatios o un motor de 750 vatios, todos nos hacemos una idea de dichas magnitudes.

Realmente, de lo que estamos hablando es de la potencia activa de esos receptores, es decir, de la capacidad de transformar la energía eléctrica que les suministramos, en energía lumínica, calorífica y mecánica.

Por lo tanto, la energía activa necesita de la energía eléctrica para cumplir su objetivo, y la energía eléctrica necesita a la energía activa, porque ambas se complementan.

¿Es la energía activa eficiente?

Si tomamos como referencia que el uso eficiente de la energía, a veces simplemente llamado eficiencia energética o ahorro energético, es el objetivo de reducir la cantidad de energía requerida para proporcionar productos y servicios, puede decirse que la energía activa entra en este concepto, porque, además, se la considera una energía útil.

Desde el punto de vista de un consumidor de energía, la motivación principal de la eficiencia energética a menudo es simplemente ahorrar dinero al reducir el costo de la compra de energía.

Además, desde el punto de vista de la política energética, ha habido una larga tendencia en un reconocimiento más amplio de la eficiencia energética como el «primer combustible», es decir, la capacidad de reemplazar o evitar el consumo de combustibles reales.

¿Es renovable o no renovable?

Las energías son renovables cuando sus fuentes vienen de la naturaleza, pero como la energía activa es el resultado de transformar la energía eléctrica en trabajo mecánico o calor, para el encendido de los aparatos electrodomésticos, no se considera energía renovable en el sentido estricto del concepto.

¿Quién y cuándo se inventó la energía activa?

El concepto de la electricidad se conoce desde hace miles de años, pero a la hora de desarrollarla científica y comercialmente hubo muchas mentes brillantes que se pusieron en marcha, algunas de ellas al mismo tiempo.

energia activa benjamin franklinEn 1752, Benjamín Franklin llevó a cabo su experimento con una cometa, una llave y una tormenta y demostró que el rayo y las chispas eléctricas eran la misma cosa.

El año de 1800 fue el físico italiano Alessandro Volta quien descubrió reacciones químicas que producían electricidad y construyó la pila voltaica que produce una corriente eléctrica constante por lo que fue la primera persona en lograr un flujo de constante de carga eléctrica (energía activa).

En 1831, Michael Faraday creó el dinamo eléctrico, que resolvió el problema de  la generación de corriente eléctrica de forma continua y práctica. 

Faraday abrió la puerta para que Thomas Edison y Joseph Swan, cada uno por su lado, inventaran la bombilla de filamento incandescente, en 1878.

Swan y Edison crearon más tarde una empresa conjunta para producir la primera lámpara incandescente práctica, y Edison utilizó su sistema de corriente continua (CD) para proporcionar energía e iluminar las primeras farolas eléctricas en las calles de Nueva York, en septiembre de 1882.

energía activa teslaHacia la última década de 1800 y principios de 1900 el ingeniero e inventor serbio-americano Nikola Tesla, mago en todo lo relativo a la electricidad, se convirtió en un colaborador importante para el nacimiento de la electricidad comercial.

Tesla trabajó con Edison y más tarde tuvo muchos desarrollos revolucionarios en el electromagnetismo, y tenía las patentes que compiten con Marconi para la invención de la radio. Es muy conocido por su trabajo con corriente alterna (CA), motores de corriente alterna, y el sistema de distribución polifásica.

Más tarde, el inventor y empresario George Westinghouse compró y desarrolló el motor patentado de Tesla para la generación de corriente alterna.

El trabajo de Westinghouse, Tesla y algunos otros, poco a poco, convencieron a la sociedad americana de que el futuro de la electricidad descansaba en la corriente alterna y no en la directa.

Otros grandes inventores fueron James Watt, André Marie Ampére, 1775 – 1836 y George Simon Ohm, 1789 – 1854

 

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