LOS INVERSORES PWM, LA ELECTRICIDAD CONTINUA Y LA ELECTRICIDAD ALTERNA.

Transcripción

1 LOS INVERSORES PWM, LA ELECTRICIDAD CONTINUA Y LA ELECTRICIDAD ALTERNA. La electricidad continua, descubierta en el año 600 A.C. por el filósofo griego Tales de Mileto, es una energía universal que existe en nuestro planeta como lo demuestran los imanes naturales, los rayos y otras muchas manifestaciones. La Electricidad Alterna no es una energía universal y sólo existe en nuestro planeta desde que Tesla la inventó en febrero de 1882, paseando por el parque de Budapest con su amigo Szigeti mientras recitaba algunas de sus líneas favoritas de Fausto. La Electricidad Alterna (inventada por Tesla) es muy diferente a la electricidad continua en su naturaleza, fundamentos, principios, aplicaciones, etc. Recomendamos leer nuestro documento: Fundamentos científicos de la Electricidad Renovable Ortigosa (ERO). Como es bien sabido, el conocimiento de la electricidad continua es muy anterior al conocimiento de la Electricidad Alterna. Conviene recordar las luchas conocidas como La guerra de las corrientes entre Tomas Alva Edison, defensor de la electricidad continua y Nikola Tesla inventor y defensor de la electricidad alterna. La guerra de las corrientes desde la perspectiva actual no tiene sentido porque Tesla y Edison defendían dos electricidades completamente diferentes que no admiten comparaciones. Las diferencias, desde su naturaleza intrínseca, sus múltiples dimensiones, aplicaciones y ventajas, las hacen incomparables. Los inversores PWM son la parte de la electricidad continua variable que mayor interés tiene para los fines de este estudio de incompatibilidades. PWM son las iniciales de Pulse Width Modulator, una antigua tecnología utilizada para transportar por el espacio señales de baja frecuencia que no pueden viajar solas, como la música, la voz o un sonido sin armónicos con forma de onda sinusoidal, al que nos referimos especialmente. Las señales de baja frecuencia no pueden viajar solas por el espacio, pero pueden hacerlo subidas en una frecuencia superior llamada portadora, que sí puede viajar, igual que las personas nos subimos a un avión para viajar por el espacio. 1

2 Para subir las bajas frecuencias en la portadora se utiliza un dispositivo llamado Modulador, en este caso Modulador de Ancho de Impulsos, dicho en Inglés Pulse Width Modulator, igual que las personas para subir al avión necesitan un dispositivo llamado escalera. Existen varios tipos de moduladores como son: AM (Amplitude Modulator), FM (Frequency Modulator) y PWM (Pulse Width Modulator). El voltaje continuo variable puede tener cualquier forma de onda, entre ellas la sinusoidal y seguirá siendo voltaje continuo con formas de onda diferentes, que siguen siendo electricidad continua. La forma de onda sinusoidal tiene un especial interés para este estudio porque la Electricidad Alterna de Tesla tenía y sigue teniendo forma de onda sinusoidal, aunque puede tener cualquier otra forma de onda y seguirá siendo Electricidad Alterna. De acuerdo con lo dicho anteriormente, un sonido de 60 hercios con forma de onda sinusoidal, puede transformarse en un voltaje continuo variable mediante un micrófono, pero sigue siendo el mismo sonido ahora representado por un voltaje continuo variable y también puede amplificarse con un amplificador de audio y enviarlo a unos altavoces donde puede oírse amplificado, porque sigue siendo el mismo sonido. El mismo sonido, transformado por el micrófono en voltaje continuo variable, también puede subirse a una portadora con un Modulador PWM y enviarse por radio o T.V. a cualquier parte de nuestro planeta, donde volvemos a oírlo en otros altavoces porque sigue siendo el mismo sonido. Este simple y cotidiano hecho, conocido por todo el mundo, sólo puede hacerse con Electricidad Continua Variable y es imposible hacerlo con la Electricidad Alterna de Tesla, en lo sucesivo Electricidad Alterna Real. Los Inversores PWM son el resultado de aplicar el Modulador PWM al voltaje de la Electricidad Continua Troceada en paquetes de impulsos del mismo voltaje, que siguen siendo paquetes de voltaje continuo troceado, utilizados como portadora, donde el Modulador PWM sube el mismo sonido descrito en el párrafo anterior transformado en voltaje continuo variable. La forma de onda sinusoidal subida o modulada en los paquetes de impulsos tiene que ser desmodulada o bajada de los paquetes con un demodulador, en este caso un filtro adecuado formado por bobinas y condensadores, que a la salida del filtro siguen siendo paquetes de voltaje continuo con forma de onda sinusoidal. Sigue siendo Electricidad Continua Variable con forma de onda sinusoidal, sin comparación posible con la Electricidad Alterna Real ni con la Electricidad Alterna de Ortronic. Para los que siguen desconociendo los Secretos de Tesla, entre los que se encuentra el secreto de la bobina, es posible que no encuentren la justificación razonable que les permita comprender los resultados de las nuevas dimensiones de la Electricidad Alterna Real, entre ellas la Resonancia Inversa sin condensadores. Por experiencia sabemos que a muchos de los que desconocen las nuevas dimensiones de la Electricidad Alterna Real, les basta con los fundamentos científicos y demostraciones prácticas irrefutables; pero también sabemos que otros sólo aceptarán lo que puedan justificar basándose en sus conocimientos. 2

3 La potencia reactiva sólo existe cuando las cargas inductivas (motores y otras) son alimentadas por Electricidad Alterna Real. La potencia reactiva nunca puede existir en el conjunto Modulador PWM conectado a cargas inductivas, como motores eléctricos, aunque les llamen Inversores PWM, con filtro o sin él, con forma de onda sinusoidal o cualquier otra. Figura 4 La figura 4 muestra la potencia (gráfica roja), el voltaje y la corriente, medidas hechas con un osciloscopio Tektronix modelo DPO3054 en una instalación fotovoltaica real instalada en Toledo, con una potencia total de 1,4 megavatios, dividida en 14 instalaciones de 100 kilovatios, con inversores PWM trifásicos XANTREX GT100, conectados a la red eléctrica española. Vista parcial del Generador fotovoltaico de 1,4 megavatios instalado en Toledo Como puede verse en la curva de potencia de la figura 4, la potencia reactiva inductiva KVAR es cero, es decir, una demostración real irrefutable de que no existe potencia reactiva inductiva en esta instalación, tal como afirma la Tecnología Ortronic. 3

4 La justificación científica de la ausencia de potencia reactiva inductiva es debida a que las cargas inductivas conectadas a inversores PWM no generan potencia reactiva inductiva, y como las cargas sí las generan porque también están conectadas a las centrales eléctricas que sí generan Electricidad Alterna real, la corriente reactiva total de las cargas inductivas conectadas a la red es enviada al generador o generadores que estén entregando Electricidad Alterna real a la red. La ausencia de potencia reactiva en los inversores PWM no es debida a los condensadores que existen conectados en las cargas inductivas, cuya única misión es cargarse con corriente reactiva capacitiva para anular la misma cantidad de corriente reactiva inductiva en los bornes de la carga inductiva donde están conectados. Todos los inversores PWM entregan corriente reactiva capacitiva con un voltaje igual al voltaje de los primeros impulsos de los PWM, que es muy superior al voltaje de pico de la Electricidad Alterna real, generando el grave problema detectado en Alemania y USA. La corriente reactiva capacitiva producida por todos los inversores PWM es incompatible con la Electricidad Alterna real aplicada a cargas inductivas, y los problemas que ya se han detectado en Alemania y USA alcanzarán dimensiones catastróficas en el momento que las líneas alcancen la Resonancia Inversa, hecho que será inevitable si siguen aumentando los inversores PWM conectados a las redes eléctricas de Electricidad Alterna real. Los Inversores PWM no reciben potencia reactiva inductiva, y en consecuencia no comparten la reactiva inductiva con las centrales eléctricas conectadas a la red, resultando muy perjudicadas porque disminuyen su potencia activa como si no existieran los inversores PWM. La potencia reactiva de las cargas inductivas, alimentadas con Electricidad Alterna Real, es directamente proporcional a la calidad Q de las bobinas de la carga. En el caso de los motores, la potencia reactiva es directamente proporcional a la calidad Q de las bobinas del estator, que como es sabido, está definida por la siguiente fórmula: Q = Xʟ R = 2πfL R La electricidad generada por los inversores PWM, con forma de onda sinusoidal o cualquier otra, conectados en paralelo con las centrales generadores de las compañías eléctricas, no contribuyen a reducir la potencia reactiva que reciben las centrales generadores de las compañías. 4

5 Figura 5 La figura 5 muestra el voltaje y la corriente de la instalación de Toledo y demuestra que no hay retraso entre el voltaje y la corriente, confirmando que no recibe potencia reactiva. INVERSORES PWM, SUS LIMITACIONES, PÉRDIDAS DE ENERGÍA Y BAJA RENTABILIDAD. Para comprender mejor las diferencias entre los inversores PWM y la Electricidad Alterna, vamos a analizar sus diferencias más importantes, de las que se derivan importantes pérdidas de energía y baja rentabilidad. 1. PÉRDIDAS EN LAS ENERGÍAS RENOVABLES. La Electricidad continua variable con forma de onda sinusoidal, monofásica a 220 o 110 voltios, no puede utilizarse al mismo tiempo que se produce, por las pérdidas de voltaje en los inversores PWM, como veremos a continuación con la energía solar fotovoltaica. 1.1 Los inversores PWM, para conseguir un voltaje continuo variable con forma de onda sinusoidal de 220 voltios eficaces o RMS, tienen que utilizar un voltaje continuo 440 voltios. 128 voltios más de los 312 voltios que utiliza la Electricidad Alterna real para producir los 220 voltios eficaces o RMS de Electricidad Alterna real. Esto es, un 29% menos de paneles, reduciendo un 29% el costo de los mismos. El aumento de paneles es una imposición inevitable del Modulador PWM (llamado Inversor PWM) para conseguir una forma de onda sinusoidal de 220 voltios eficaces o RMS partiendo de un voltaje continuo troceado. 1.2 Como se trata de utilizar directamente la energía producida por los paneles fotovoltaicos sin necesidad de almacenarla, evitando así el alto costo de las baterías, su baja eficiencia y 5

6 su corta vida, la energía no utilizada de los paneles es irrecuperable porque el tiempo es irrecuperable. La energía no utilizada por la pérdida de voltaje, según lo dicho en los párrafos anteriores, es el 29% de la producida por los paneles de 440 voltios, y teniendo en cuenta un 25% mínimo de pérdidas medias del inversor, las pérdidas totales suben al 54%, o lo que es lo mismo 237,6 voltios menos, que transformado en porcentaje sobre el voltaje real de los paneles necesarios con la Tecnología Ortronic, resultan unas pérdidas totales del 76,15%. Es decir, la energía que puede utilizarse durante el tiempo que se produce es el 23,85% de la producida por los paneles fotovoltaicos. Las pérdidas vistas sólo se refieren a la energía activa o útil, sin incluir la reactiva, que veremos posteriormente. 1.3 Las pérdidas de energía analizadas en los dos párrafos anteriores, se reducen en un alto porcentaje utilizando inversores PWM trifásicos, cuya justificación técnica analizaremos en otro documento. Cuando analicemos el voltaje trifásico de los inversores PWM, que tiene otras aplicaciones distintas a los inversores monofásicos que estamos analizando y también veremos que los inversores trifásicos generan nuevas pérdidas por la intersección de las tres fases que ocupa el 50% del tiempo, se generan nuevas pérdidas que también analizaremos. 2. LIMITACIÓN POR LA IMPOSIBILIDAD DE UTILIZAR LA ENERGÍA REACTIVA. La energía reactiva es una energía útil como ha quedado demostrado en este documento, en los que se acompañan, en los muchos publicados hasta hoy, en las patentes obtenidas y en las instalaciones realizadas durante veinte años. 2.1 Las cargas inductivas conectadas a la Electricidad Alterna Real siempre generan potencia reactiva, tal como se indica en la siguiente figura 6. Figura 6 La potencia reactiva de la figura 6 es el 99,66% de la potencia total VA y el 1.256,84% de la potencia activa o útil, medidas en un motor estándar trifásico de 4 polos y 1500 vatios girando en vacío. Las cargas inductivas conectadas a inversores PWM no generan potencia reactiva como se demuestra en las gráficas de las figuras 4 y 5. La potencia reactiva de la figura 6, de 1194 VAR, transformada en potencia activa o útil y aceptando unas pérdida máxima del 20% en la transformación, resulta una potencia activa o útil 10 veces superior a la potencia activa tomada de la red; o lo que es lo mismo; los 950 vatios activos o útiles sólo han costado el precio de los 95 vatios tomados de la red. Esta 6

7 drástica reducción de precio sólo es posible con la tecnología Ortronic y es imposible con los inversores PWM. 2.2 A las pérdidas de energía producidas por los inversores PWM en los paneles fotovoltaicos hay que añadir las pérdidas por la energía reactiva no utilizada, contradiciendo con ello la ley universal de la conservación de la energía, que según los cálculos realizados es 10 veces superior a las pérdidas totales calculadas en el párrafo 1 de la página 10, alcanzando unas pérdidas totales del 761,5%. 3. LAS CONCLUSIONES MAS IMPORTANTES. Con los inversores PWM no son posibles ninguno de los avances revolucionarios de la Electricidad Alterna que se indican a continuación: 1. La eficiencia energética de la Electricidad Alterna. 2. La rentabilidad de la Electricidad Renovable Ortigosa, ERO. 3. Cumplir con la ley universal de la conservación de la energía con cargas inductivas. 4. El Multiplicador de Potencia Eléctrica Ortronic. 5. La distribución eléctrica sin cables ni pérdidas. 6. El coche eléctrico de Tesla sin baterías. 7. La resonancia inversa. 8. La resonancia sin condensadores. 9. Coches eléctricos que superen a los tradicionales en autonomía, precio y prestaciones. Con los inversores PWM los coches eléctricos no podrán competir con los coches tradicionales alimentados por combustibles fósiles y mucho menos, con los eléctricos equipados con el Multiplicador de Energía Eléctrica Ortronic porque multiplican la energía de las baterías por un factor de multiplicación proporcional a la calidad Q de los motores eléctricos. En nuestro documento: Fundamentos científicos de la nueva Electricidad Renovable Ortigosa (ERO), que acompañamos, demostramos que la mejor solución hoy conocida para los coches eléctricos es la multiplicación de la energía almacenada en las baterías. También recomendamos leer nuestro documento titulado DEMO multiplicador de potencia Ortronic con energía solar, que también se acompaña. La energía solar fotovoltaica utilizada con el multiplicador de potencia Ortronic y con motores de alta calidad, para poder alcanzar factores de multiplicación superiores a 15, puede aportar avances revolucionarios a los coches eléctricos. LOS COCHES ELÉCTRICOS ACTUALES Los datos y conclusiones de los coches eléctricos que hemos descrito anteriormente han sido medidos y demostrados con los aparatos que se describen a continuación, que no ofrecen ninguna duda y que todos ellos pueden repetirse en nuestro laboratorio o simplemente medirse en cualquier coche eléctrico del mercado. 7

8 Para garantizar la realidad de las medidas hemos comprado un coche eléctrico de los más vendidos en Europa y que cualquiera puede repetirlas comprando un coche eléctrico, dado que la tecnología es la misma en todos. En las medidas no se han tenido en cuenta los coches híbridos, porque en realidad son coches alimentados por combustibles fósiles a los que se ha añadido un motor eléctrico igual al que utilizan los coches eléctricos, con un pequeño almacén en baterías para una autonomía inferior a diez minutos. En consecuencia no hemos considerado que estos coches aporten nada nuevo a los coches eléctricos. Los realizadores. El científico español Juan Ortigosa García, como inventor y desarrollador de la tecnología Ortronic junto con su equipo de I+D, formado por cuatro Ingenieros Superiores Industriales en las especialidades de: electrónica digital, electrónica de potencia, física, mecánica, automoción, microprocesadores y telecomunicación. Un grupo especialmente dotado para profundizar en el desarrollo de las múltiples aplicaciones de la tecnología Ortronic. El mayor avance revolucionario de la Electricidad Alterna real. El banco de potencia y el coche eléctrico. Laboratorio I+I+D Se ha instalado un banco de potencia con rodillos, de la marca italiana DINO-RACE, ajustado y puesto en funcionamiento por un ingeniero especialista de la fábrica italiana y se ha elegido uno de los coches eléctricos más vendidos en Europa, fabricado en Japón. Se han simulado todas las condiciones posibles de funcionamiento en carretera, autopista y ciudad. 8

9 Banco de potencia Vista lateral derecha del banco de potencia Banco de potencia y sistemas de control por ordenador. 9

10 Todas las medidas eléctricas han sido hechas y grabadas con un osciloscopio marca Tektronix, modelo DPO3054. Tektronix, modelo DPO3054. Motor de tracción: De acuerdo con la información recibida del vendedor, publicada en Internet y las medidas realizadas, se ha comprobado que el motor de tracción es un motor trifásico de 8 polos, conectado en estrella, modelo Y4F1, fabricado por la empresa Japonesa MEIDENSHA CORPORATION, especialmente diseñado para funcionar con inversores PWM, que como ya sabemos generan Electricidad Continua Troceada. Motor eléctrico modelo Y4F1 El motor Y4F1 está alimentado por un inversor PWM, que es corriente continua troceada, tal y como demuestran las gráficas de corriente y voltaje mostradas en las siguientes figuras: Figura

11 La figura 1 muestra un ciclo de voltaje medido en una de las fases del motor Y4F1, donde se puede ver que es electricidad continua troceada y no Electricidad Alterna. Figura 2 La figura 2 muestra un ciclo de corriente, medido en la misma fase del motor Y4F1, donde puede verse que es electricidad continua troceada y no Electricidad Alterna. Figura 3 La figura 3 muestra de manera conjunta el voltaje y la corriente en la misma fase del motor Y4F1, donde puede confirmarse que es electricidad continua troceada y no Electricidad Alterna. Madrid, 24 de julio de Firmado: Juan Ortigosa Garcia Científico, Inventor y Empresario. Presidente y Director técnico de Ortronic Technology, S.L. Página Web: Correo de empresa: presidente@ortronic.es Correo particular: juan.ortigosa@ortronic.es 11

12 OFICINAS CENTRALES ORTRONIC TECHNOLOGY, S.L. Edificio Twin Golf B C/ Perú, 6, 2ª Planta Las Rozas (Madrid) Tel.: (34) Contacto: comercial@ortronic.com 12