Calculadora de autonomía de supercondensadores

Introduzca la capacitancia efectiva, la tensión inicial, la tensión de corte, la potencia de carga y, si corresponde, la eficiencia del convertidor. El resultado muestra la duración en segundos, minutos y horas, junto con la energía disponible en el condensador y la entregada tras las pérdidas de conversión. Resulta útil para un dimensionamiento preliminar, para comparar diseños y para comprobar si un banco proporciona el margen de continuidad necesario.

Modele el intervalo de tensión realmente aprovechable

Un supercondensador no aporta siempre la misma energía útil solo porque su capacitancia nominal permanezca constante. La energía almacenada depende del cuadrado de la tensión, por lo que importa la diferencia entre la energía a la tensión inicial y la que queda al llegar al corte. La calculadora aplica la mitad de la capacitancia multiplicada por la diferencia de las tensiones al cuadrado. El corte no tiene por qué ser cero: debe representar la menor tensión de entrada con la que siguen funcionando el convertidor, el controlador, el relé u otra carga protegida. Indique como tensión inicial la del banco cuando comienza el respaldo, considerando los límites normales de carga y la reducción de tensión aplicada. Utilice la capacitancia efectiva del banco, no la suma de las celdas salvo que corresponda a la conexión serie-paralelo real. Las celdas en serie reducen la capacitancia efectiva; además, tolerancias, envejecimiento, temperatura, equilibrado y fugas reducen el rendimiento práctico. Unos valores conservadores y un corte realista ofrecen una estimación más defendible que suponer disponibles todos los julios almacenados.

Convierta la energía útil en duración a potencia constante

El cálculo supone que el equipo protegido consume una potencia de salida constante durante toda la descarga. Después de obtener la energía útil del condensador en julios, la calculadora la multiplica por la eficiencia del convertidor para estimar la energía que recibe la carga y la divide por la potencia en vatios. Como un vatio equivale a un julio por segundo, el cociente es la autonomía en segundos; también se presenta en minutos y horas. Introduzca la eficiencia como decimal: por ejemplo, 0.90 representa el noventa por ciento. Utilice 1 únicamente para un caso ideal sin pérdidas. En una carga electrónica regulada, la potencia constante suele aproximar mejor que la corriente constante, pues la corriente de entrada aumenta al caer la tensión. Si la carga es una resistencia simple o consume realmente corriente constante, la curva sigue otra ecuación y este resultado no debe considerarse exacto. Use la peor potencia continua verosímil e incluya por separado la energía de arranque y los transitorios cuando afecten de forma apreciable al intervalo requerido.

Interprete la estimación y añada margen de ingeniería

El resultado es una estimación analítica ideal, no una garantía para un banco físico. La resistencia serie equivalente provoca una caída inmediata de tensión al conectar la carga y puede adelantar el corte respecto de lo previsto únicamente por energía. El cableado, las protecciones, las resistencias de equilibrado, la autodescarga, el consumo en reposo del convertidor y sus variaciones de eficiencia también gastan energía. La tolerancia y degradación de la capacitancia pueden ser importantes con la temperatura y la vida útil. Para diseñar, calcule varios escenarios: uno nominal para comparar, otro con baja capacitancia y eficiencia para el funcionamiento previsto y un caso desfavorable de caída de tensión que compruebe el nivel al conectar. Elija un banco con margen deliberado sobre la duración exigida y valide después el conjunto con carga y ambiente representativos. La energía útil devuelta corresponde al lado del condensador entre ambas tensiones; la energía entregada incorpora la eficiencia indicada. Esta separación deja visibles los supuestos y permite reproducir el dimensionamiento.