Explicación de los vatios, los kilovatios y los kilovatios-hora (kW vs. kWh)
La electricidad puede parecer a veces mágica. Los cables llegan a tu casa cargados de energía. Accionas un interruptor o pulsas un botón y las luces se encienden, el televisor se despierta o la cafetera cobra vida. ¿Cómo funciona todo esto?
El siguiente artículo es una explicación de cómo funciona la electricidad, desde los vatios necesarios para alimentar las bombillas hasta los kilovatios-hora de energía eléctrica utilizados que su compañía eléctrica registra en su factura mensual de electricidad.
En esta página:
- ¿Qué es un vatio?
- Cómo la electricidad es como el agua
- Medir el flujo de energía
- Vatios, kilovatios, y kilovatios-hora
- Cómo la electricidad es como un maratón
- Los kW y los kWh en la factura de la luz
- Cómo los paneles solares reducen los costes
- El efecto de su estado en el valor de la energía solar
¿Qué es un vatio?
Un vatio (W) es una unidad de potencia. Piensa en la potencia como «la capacidad de realizar un trabajo». Técnicamente, un vatio es una medida de la transferencia de energía que equivale a un julio por segundo, pero como nadie fuera de un laboratorio ha pronunciado la palabra «julio» desde la clase de física del instituto, nos quedaremos con «vatio».
Con la electricidad, la potencia es el voltaje por el amperaje. O un vatio (W) es igual a un voltio (V) por un amperio (A).
Una buena manera de pensar en la electricidad es que se parece mucho al agua. El voltaje es el empuje, o la presión, y el amperaje es el flujo. Cuando se habla de electricidad, el amperaje también se llama corriente.
Cómo se parece la electricidad al agua
Imagina una manguera con una boquilla de pulverización en el extremo. Digamos que la boquilla tiene tres ajustes: apagado, bajo y alto. La presión del agua detrás de la boquilla es constante; esa presión es como el voltaje. En la posición de apagado, no hay flujo, así que no hay energía.
Gira la boquilla en «baja», ¡y ya tienes energía! Usted ha aumentado el amperaje y el agua está fluyendo. El flujo se mide en galones por minuto, y para volver a nuestra metáfora, ese flujo sería el «vatio».
Gira la boquilla en alto para aumentar el amperaje de nuevo, y tienes más potencia; más «vatios».
Medir el flujo de potencia
Siguiendo con la metáfora del agua: el flujo que sale es una medida de la potencia. Apunta la manguera hacia un cubo durante 10 minutos y lo llenarás. El agua que fluyó en el cubo es como una medida de la energía que fluyó a través de la manguera.
Una forma común en que la gente interactúa con los vatios es a través de la bombilla. Digamos que una bombilla de 100 vatios necesita esa cantidad de energía para brillar. Si dejas una bombilla de 100 vatios encendida durante una hora, habrás consumido 100 vatios-hora.
Un kilovatio de potencia (kW) equivale a 1.000 vatios, así que si dejas 10 bombillas de 100 vatios (1 kW de bombillas) encendidas durante una hora, habrás consumido un kilovatio-hora (kWh).
Esta es una de las razones por las que cambiar a bombillas de bajo consumo puede tener un gran impacto. Una bombilla LED que puede producir tanta luz como una bombilla incandescente de 100 vatios sólo necesita 14 vatios. Eso significa que puedes hacer funcionar 10 LEDs de 14 vatios durante 7,25 horas y utilizar la misma cantidad de energía total que las bombillas incandescentes en una hora.
| 5 | bombillas incandescentes de 100 vatios | durante 2 horas |
| 21 | 23-vatios | para 2 horas |
| 35 | Bombillas LED de 14 vatios | para 2 horas |
Vatios, kilovatios y kilovatios-hora: potencia vs. energía
De nuevo, un vatio es una medida de potencia, o la capacidad de realizar trabajo, y un vatio-hora es una medida de energía, que significa la cantidad de trabajo realizado durante un determinado período de tiempo.
Un kilovatio es simplemente mil vatios, y un kilovatio-hora es un registro de una producción media de mil vatios durante una hora.
Otra forma de pensar en la potencia y la energía es la de un corredor de maratón. La potencia es como la capacidad de correr a un cierto ritmo, y la distancia que el corredor cubre es la cantidad de energía que utilizó.
En 2019, el maratonista más rápido del mundo completó una carrera en casi exactamente 2 horas. Eso significa que puso suficiente potencia para correr consistentemente a unas 13,1 millas por hora, y las 26,2 millas del maratón son la medida de la energía que utilizó.
Si midiéramos la potencia consistente del corredor en unos 300 vatios, habría gastado 600 vatios-hora durante las 26,2 millas de la carrera. Si pudiera correr con la misma potencia durante 5 horas, su producción total de energía sería de 1.500 vatios-hora, es decir, 1,5 kilovatios-hora.
kW y kWh en la factura de la luz
Como su casa utiliza la electricidad durante el día, un contador gira (o cuenta digitalmente) para registrar la cantidad de energía que utiliza en todo momento. Esta medición suma un determinado número de kWh de consumo de energía al final del mes.
Al final de cada ciclo de facturación, la compañía «lee» su contador y registra un total de consumo de energía. A continuación, aplican sus extravagantes (y a veces complicadísimos) cálculos y te facturan a una determinada tarifa de céntimos por kWh.
Supongamos que utiliza 1.000 kWh al mes, y su tarifa eléctrica es de 0,15 $/kWh – su factura sería de 150,00 $, más los gastos adicionales de conexión y servicio.
Cómo reducen los paneles solares sus costes de energía
Los paneles solares producen energía para hacer funcionar el aire acondicionado, el lavavajillas y otros aparatos y dispositivos. La energía solar reduce su factura de energía al sustituir la electricidad que de otro modo habría comprado a la compañía eléctrica.
La electricidad es creada por los paneles solares cuando los fotones de la luz excitan los electrones en una capa de la superficie del panel. Esos electrones excitados son atraídos por la otra capa del panel, y viajan a través de un cable conductor para llegar al otro lado. Desviando ese viaje a través de los cables de su casa, la electricidad solar puede utilizarse para alimentar su hogar.
Cada panel solar está preparado para convertir un determinado número de fotones en electrones a pleno sol, es decir, para emitir un determinado número de vatios. La potencia máxima media de un panel solar hoy en día es de unos 340 vatios. Un sistema solar típico para una casa necesita unos 18 de esos paneles, para una potencia nominal total de unos 6 kW.
Sabemos que un sistema de paneles solares de 6 kW puede producir esa cantidad de energía a pleno sol, pero aunque el sol brilla todo el día, técnicamente sólo está «lleno» al mediodía. Durante otras partes del día, el sol brilla en un ángulo más bajo.
Para volver a la discusión de voltaje/amperaje anterior, tan pronto como suficiente sol toca la superficie de un panel solar, su voltaje completo está listo, pero el número de fotones que excitan electrones es bajo, por lo que su amperaje (corriente) es bajo.
A medida que el sol sale y brilla más directamente sobre el panel, el número de electrones excitados aumenta hasta el máximo, o sol pleno. Si se observa la producción de energía solar durante el día, parece una curva de campana con los números más bajos al amanecer y al atardecer y un pico redondeado en el centro.
Para facilitar la comprensión de la cantidad de energía que puede producir un panel solar durante un día medio, la gente que estudia la energía solar inventó el concepto de horas de sol máximo.
Se observa toda la energía solar disponible en un lugar determinado de la tierra a lo largo de todo un año, y se divide por 365 para obtener un número medio de horas en las que el sol tendría que brillar desde su punto más alto en el cielo para producir esa cantidad de energía.
Supongamos que vives en una zona con una media de 5 horas de sol máximo al día. Su sistema solar de 6 kW podría generar unos 30 kWh de electricidad en un día medio. Por supuesto, la mayoría de los días no son promedio, por lo que es más probable que la producción de su sistema haga más o menos energía en un día determinado, pero terminaría en alrededor de 10.950 kWh por año (365 veces 30 kWh/día).
Usando nuestro ejemplo anterior, una casa que necesita 12.000 kWh por año puede reducir la cantidad de electricidad que obtiene de la red a sólo 1.050 kWh con nuestro sistema de ejemplo de 6 kW y 5 horas de sol pico por día. Esto representa un ahorro de 1.642,50 dólares durante ese periodo de tiempo, gracias a la energía solar.
Cómo afecta su estado al valor de la energía solar
Todos los kWh solares son iguales, pero a menos que tenga medición neta, no se acreditan todos por igual en su factura de energía.
La medición neta es una norma que garantiza que cada kWh de energía solar se acredite por completo en la factura. Si sus paneles solares producen más que su uso mensual de electricidad, usted gana un crédito que se aplica a la factura del mes siguiente.
Aprenda más: ¿Qué es la medición neta y cómo funciona?
La mayoría de los estados tienen normas de medición neta, pero algunos no. Sin un crédito minorista completo por la energía que producen sus paneles solares, la energía solar no es tan ventajosa desde el punto de vista financiero.
Lea nuestras guías solares estatales para obtener información sobre la medición neta, y utilice la calculadora de paneles solares en línea más precisa para ver el coste estimado y el ahorro de los paneles solares en su tejado específico.
¿Cuánto puede ahorrar con la energía solar?
Las claves
- Los vatios y los kilovatios son medidas de la potencia, o de la capacidad de realizar un trabajo.
- Los kilovatios-hora son una medida de la energía, o del trabajo realizado durante un tiempo.
- Los electrodomésticos y dispositivos utilizan energía, y mantenerlos encendidos a lo largo del tiempo resulta en el uso de energía, que se mide y se registra como kilovatios-hora en su factura eléctrica.
- Los paneles solares producen energía, y el sol que brilla sobre ellos a lo largo del tiempo produce kilovatios-hora de energía que reduce su factura eléctrica por el número de kilovatios-hora producidos.