¿Cómo trabajan los bancos de carga?

Un banco de carga funciona eléctricamente simulando una carga real que podría aplicarse a un generador, una fuente de energía ininterrumpida (UPS), un sistema de energía, cualquier equipo con motor o una red eléctrica. Para comprender cómo opera, es necesario desglosar su funcionamiento en varios componentes clave:

Componentes principales de un banco de carga:

• Cargas: El componente principal de los bancos de carga es un conjunto de cargas, estas pueden ser:
  • Resistencias eléctricas: convierten la energía eléctrica en calor. Estas resistencias están diseñadas para soportar altos niveles de corriente sin dañarse y se utilizan para simular cargas puramente resistivas. La resistencia es la única oposición al flujo de corriente, y la potencia consumida es proporcional al voltaje aplicado. En este caso, la corriente y el voltaje están en fase, lo que significa que no hay desfase entre ellos. Es decir, toda la energía es consumida en forma de calor, sin pérdidas adicionales.
  • Inductores: Simulan cargas que involucran campos magnéticos, como motores eléctricos, transformadores o cualquier dispositivo electromagnético. En estos casos, hay un desfase entre el voltaje y la corriente, ya que la inductancia tiende a retrasar la corriente respecto al voltaje. Esto introduce el concepto de «factor de potencia», ya que una parte de la energía no es consumida directamente, sino que es almacenada en los campos magnéticos.
  • Capacitores: Este tipo de bancos de carga simula dispositivos que almacenan energía en campos eléctricos, como los condensadores. En este caso, la corriente precede al voltaje, creando un desfase opuesto al de una carga inductiva. Los bancos de carga capacitiva son menos comunes, pero son importantes para probar sistemas que interactúan con cargas que incluyen elementos capacitivos, como ciertas formas de electrónica de potencia.
  • Combinadas: la existencia de bancos de carga con cargas combinadas facilita la realización de distintas pruebas, pudiendo imitar de manera más realista el comportamiento de sistemas eléctricos en condiciones reales.

• Ventiladores: Debido a que las resistencias convierten la energía en calor, los bancos de carga incluyen ventiladores para una refrigeración forzada y disipar el calor evitando el sobrecalentamiento. Estos ventiladores más comunes son los axiales (utilizados para mover grandes volúmenes de aire a baja presión) y los centrífugos (se utilizan cuando se necesita generar un mayor flujo de aire bajo presión). Ante requisitos de bajo ruido, presiones si se sitúa en una sala, flujos de aire disponible… se elegirá el adecuado para cumplir con ellos.
• Control de la carga: Estos dispositivos permiten ajustar la cantidad de carga que se aplica al sistema. Los bancos de carga pueden variar desde simulaciones pequeñas (una fracción de la carga máxima del sistema) hasta la carga completa. Estos controles pueden ser manuales mediante selectores, o digital mediante una pantalla táctil. Nuestro control digital Digiload simplifica el trabajo teniendo la posibilidad de extraer datos para futuros análisis, programar diferentes estados de carga para la realización de pruebas, control mediante ordenador, medición de parámetros… etc.
• Medidores y sensores: Para monitorear el rendimiento del sistema bajo prueba, los bancos de carga están equipados con sensores de medición de parámetros eléctricos como el voltaje, la corriente, la frecuencia y la potencia. Esto permite evaluar cómo responde el sistema bajo diferentes condiciones de carga.

¿Cómo usar un banco de carga?

• Conexión a la fuente de prueba: El banco de carga se conecta al generador, sistema de respaldo o fuente de energía que se desea probar. Esto puede hacerse directamente o a través de un panel de control que permite seleccionar la cantidad de carga a aplicar. Además, se deben alimentar los auxiliares de este, bien de forma interna mediante conexión a barras o con alimentación externa.
• Aplicación de la carga: Una vez conectado, el banco de carga se configura para simular una carga específica. El operador puede ajustar los valores de voltaje y corriente que deben aplicarse al sistema. Los bancos de carga permiten aplicar cargas escalonadas o progresivas para observar el comportamiento del sistema bajo diferentes condiciones de demanda.
• Conversión de energía eléctrica en calor: En el caso de las cargas resistivas, la energía eléctrica suministrada por el sistema bajo prueba es absorbida por las resistencias, que disipan esa energía en forma de calor. Las resistencias están diseñadas para soportar grandes cantidades de energía sin sufrir daños, y los sistemas de enfriamiento (ventiladores) aseguran que estas no se sobrecalienten.
• Medición y monitoreo: Mientras se aplica la carga, los medidores y sensores del banco de carga registran parámetros clave como el voltaje, la corriente, la frecuencia y el factor de potencia. Esto permite observar cómo responde el sistema bajo prueba ante diferentes niveles de carga y condiciones operativas. Los datos recopilados ayudan a diagnosticar posibles problemas o limitaciones del sistema energético.
• Desconexión progresiva de la carga: Al finalizar la prueba, la carga puede retirarse de manera gradual o abrupta, dependiendo de los objetivos del ensayo. Esto permite verificar la capacidad del sistema para reducir su salida o desconectarse sin afectar la estabilidad.

Conclusión

Un banco de cargas es el equipo ideal que disponer en tus instalaciones para la realización de mantenimientos preventivos y pruebas de puesta en marcha a tus equipos. Es crucial usar cargas reales para el testeo y así poder asegurar el funcionamiento correcto.