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El rendimiento describe la relación entre la energía o potencia convertida y utilizable, y la energía o potencia empleada. Por tanto, el rendimiento energético permite cuantificar la eficiencia energética.
El rendimiento se representa generalmente con la letra griega η (eta) y suele indicarse como valor decimal o en porcentaje. Dado que la energía convertida, debido a las pérdidas de potencia que se producen, siempre es inferior a la energía suministrada, el rendimiento es siempre menor que 1, o bien inferior al 100 %.
Ejemplo: un motor eléctrico que, a partir de una potencia eléctrica suministrada de 1 kW, genera una potencia mecánica de 0,95 kW, tiene un rendimiento de 0,95, es decir, del 95 %. Por tanto, el 95 % de la potencia eléctrica suministrada se convierte en potencia mecánica —par motor—. El 5 % restante corresponde a la potencia perdida, que se produce, por ejemplo, en forma de calor.
Los rendimientos también pueden determinarse para instalaciones complejas compuestas por varios componentes diferentes. En la consideración global de todos los componentes, se habla de rendimiento global del sistema.
Máxima eficiencia de ZIEHL-ABEGG: los motores EC para ventiladores y accionamientos de ascensores de ZIEHL-ABEGG destacan por sus rendimientos especialmente elevados.
Los rendimientos se calculan mediante una fórmula en la que el numerador describe la energía entregada o utilizada (Eₓ) y el denominador, la energía suministrada (Eᵧ). Del mismo modo, el rendimiento también puede calcularse poniendo la potencia entregada o utilizada (Pₓ) en relación con la potencia suministrada (Pᵧ).
Los convertidores de energía, como por ejemplo los motores eléctricos, transforman la energía eléctrica suministrada en energía mecánica de movimiento. Debido a las pérdidas de potencia que siempre se producen, por ejemplo, por fricción o resistencias eléctricas, el rendimiento, según el principio de conservación de la energía, nunca puede ser igual a 1, es decir, al 100 %, ni superior.
Si, por ejemplo, en instalaciones complejas se producen varias conversiones consecutivas, el producto de los rendimientos de los distintos componentes constituye el rendimiento global del sistema (ηsys):
ηsys = η1 x η2 x η3 ...
Especialmente en máquinas e instalaciones técnicas complejas, en las que se producen varias conversiones consecutivas, el rendimiento global del sistema se considera una magnitud decisiva para evaluar la eficiencia energética.
Cada componente individual del sistema en el que se produce una conversión de energía tiene, debido a la pérdida de potencia que aparece, su propio rendimiento. Por ello, para que el funcionamiento de toda la instalación sea lo más eficiente posible desde el punto de vista energético, el rendimiento global del sistema debe ser lo más elevado posible.
Para evaluar una instalación en términos de eficiencia energética, debe analizarse el rendimiento en relación con la aplicación concreta y la situación de instalación.
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Además de las características de los componentes, el modo de funcionamiento también puede influir en el rendimiento de una máquina. Así, por ejemplo, un motor eléctrico puede alcanzar diferentes rendimientos en funcionamiento a plena carga o a carga parcial.
Por ello, para lograr un funcionamiento energéticamente eficiente y constante de una máquina, deben tenerse en cuenta tanto el rango de plena carga como el de carga parcial. Si, por ejemplo, una instalación de ventilación funciona con un motor EC, la velocidad de giro puede adaptarse con precisión a los requisitos deseados, reduciendo así de forma notable el consumo energético.
Máxima eficiencia de ZIEHL-ABEGG: los motores ECblue alcanzan los rendimientos más elevados tanto a plena carga como a carga parcial.
En principio, los accionamientos eléctricos ofrecen un alto potencial de ahorro energético. Especialmente en ámbitos de aplicación en los que máquinas de producción, instalaciones de ventilación u otras instalaciones técnicas funcionan en servicio continuo, los ahorros energéticos pueden repercutir de forma considerable en beneficio del operador.
La International Electrotechnical Commission (IEC) definió un estándar mundial uniforme de eficiencia energética en la norma IEC 60034-30. Esta clasifica los accionamientos eléctricos según su clase de eficiencia, de IE1 a IE5:
| IE1 | Standard efficiency | No permitido ya en Europa |
| IE2 | High efficiency | Permitido en Europa solo con variador de frecuencia |
| IE3 | Premium Efficiency | Motores eléctricos con rendimiento estándar |
| IE4 | Super premium efficiency | Motores eléctricos con rendimiento especialmente alto |
| IE5 | Ultra premium efficiency | Por ejemplo, motores síncronos de reluctancia |
ECblue de ZIEHL-ABEGG cumple la clase de rendimiento IE5: perfecto para nuevas instalaciones de ventilación o para la modernización en retrofit.
Las posibilidades de aumentar el rendimiento de los convertidores de energía dependen, en principio, de distintos factores. Tomando como ejemplo el motor eléctrico, el rendimiento se ve influido, entre otros, por los siguientes aspectos:
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