¿Qué cargas de tu casa deberías respaldar durante un apagón? Guía para elegir un sistema con ATS

Cuando ocurre un apagón, una de las primeras preguntas que surgen es: ¿cómo puedo mantener funcionando los equipos más importantes de mi casa?

La respuesta no necesariamente consiste en respaldar toda la vivienda.

En muchos sistemas residenciales resulta más práctico seleccionar las llamadas cargas críticas, es decir: aquellos equipos que realmente necesitamos mantener funcionando durante una interrupción del suministro eléctrico.

Para gestionar la alimentación entre la red eléctrica y una fuente de respaldo, puede integrarse un ATS (Automatic Transfer Switch) o interruptor de transferencia automática.

En este artículo te explicamos qué cargas conviene priorizar, cómo calcular de manera inicial la energía necesaria y qué papel puede desempeñar un ATS dentro de un sistema de respaldo residencial.

¿Qué es una carga crítica?

Una carga crítica es un equipo o circuito cuya operación se considera prioritaria durante una interrupción eléctrica.

No todas las cargas de una vivienda tienen la misma importancia ni consumen la misma cantidad de energía; por ejemplo, durante un apagón una familia puede considerar prioritario mantener funcionando:

• Refrigerador

• Iluminación básica 

• Módem

• Cámaras de seguridad

• Computadoras

• Enchufes o contactos en específico

• Equipo médico, cuando corresponda y con el respaldo diseñado específicamente para ello

Mientras tanto, otros equipos que no sean tan indispensables pueden permanecer desconectados para reducir el consumo del sistema de respaldo.

¿Por qué no respaldar toda la casa?

En teoría es posible diseñar sistemas capaces de alimentar una gran cantidad de cargas, pero esto puede incrementar considerablemente los requerimientos del sistema si se intenta alimentar de forma simultánea:

• Aire acondicionado

• Calentador eléctrico

• Horno

• Microondas

• Bomba

• Refrigerador

• Iluminación 

• Televisión 

• Computadoras

la potencia instantánea requerida puede ser considerablemente mayor que la necesaria para mantener únicamente los equipos esenciales.

Esto afecta directamente el tamaño del inversor, la capacidad de las baterías y las características de los demás componentes; por eso, definir primero qué cargas deben permanecer activas puede ayudar a diseñar una solución más adecuada para el inmueble.

¿Cómo identificar las cargas que realmente necesitas?

Una buena forma de comenzar es dividir los equipos de la vivienda en tres grupos:

Cargas esenciales: son aquellas que idealmente deberían continuar funcionando durante un apagón, por ejemplo:

Refrigerador + iluminación + router + cámaras

Cargas secundarias: pueden utilizarse si existe suficiente capacidad disponible, por ejemplo:

Televisión + computadora + algunos contactos

Cargas de alto consumo: pueden requerir una evaluación especial debido a su potencia o corriente de arranque, por ejemplo:

Aire acondicionado + bomba de agua + horno eléctrico + calentador

Esta clasificación no es universal, ya que cada vivienda es diferente y debe determinar sus prioridades en cargas de acuerdo a su configuración y necesidades.

¿Cómo calcular aproximadamente cuánto consume cada equipo?

Para realizar una primera estimación podemos utilizar una fórmula sencilla:

Energía = Potencia × Tiempo de funcionamiento

Por ejemplo, si un equipo tiene una potencia de 100 W y funciona durante 5 horas:

100 W × 5 h = 500 Wh

Es decir:

0.5 kWh

Este cálculo puede repetirse para cada una de las cargas que queremos respaldar.

Ejemplo

Supongamos una vivienda que desea mantener:

Consumo estimado: 2.44 kWh

*El refrigerador funciona por ciclos, por lo que su consumo real no equivale necesariamente a 150 W durante las 8 horas completas; los valores de la tabla son únicamente ilustrativos.

En un proyecto real también deben considerarse las pérdidas del sistema, eficiencia del inversor, profundidad de descarga de la batería y otros factores.

¿Qué papel tiene el ATS?

Una vez que sabemos qué cargas queremos respaldar, podemos definir cómo se realizará la transferencia entre fuentes.

El ATS permite realizar automáticamente la conmutación de las cargas entre una fuente principal y una fuente alternativa, siempre que ambas sean compatibles con el sistema; una arquitectura simplificada puede ser:

Red eléctrica → ATS ← Fuente de respaldo

ATS → Tablero de cargas críticas

La fuente de respaldo puede ser, dependiendo del proyecto:

• Inversor con baterías
• Sistema fotovoltaico híbrido
• Generador
• Otra fuente eléctrica no compatible

El  ATS no almacena energía ni genera electricidad; su función es gestionar la transferencia.

¿Cómo funciona durante un apagón?

Imaginemos una vivienda que normalmente recibe energía de la red eléctrica y cuenta con un sistema de respaldo, se presentaría de la siguiente manera:

Funcionamiento normal

Red eléctrica → ATS → Cargas críticas

Las cargas reciben alimentación de la fuente principal.

Cuando ocurre una interrupción

El ATS detecta la condición de la fuente principal y si la fuente de respaldo está disponible y las condiciones son adecuadas, realiza la transferencia.

Fuente de respaldo → ATS → Cargas críticas

De esta manera, los circuitos seleccionados pueden continuar recibiendo energía de la fuente alternativa.

Cuando regresa la red

Una vez que la fuente principal vuelve a las condiciones requeridas, el ATS puede realizar el retorno conforme a la configuración del equipo.

El tiempo y las condiciones de transferencia dependen del modelo y del diseño del sistema.

¿Qué pasa con los paneles solares?

Aquí existe una diferencia importante; pues contar con paneles solares no significa automáticamente tener respaldo durante un apagón.

En una instalación fotovoltaica convencional conectada a la red, el inversor puede desconectarse cuando detecta que la red eléctrica no está disponible; esto ocurre como parte de las funciones de protección y anti-isla del sistema.

Si el objetivo es mantener cargas funcionando durante una interrupción, es necesario contar con una arquitectura diseñada específicamente para respaldo, la cual puede incluir:

Paneles solares + inversor híbrido + batería + tablero de cargas críticas + ATS, cuando corresponda.

La configuración exacta dependerá del inversor y del sistema utilizado.

¿Qué pasa si quiero respaldar un aire acondicionado?

Los equipos con motores o compresores requieren especial atención; un aire acondicionado puede tener una potencia considerable y además presentar una corriente de arranque superior a su corriente de operación normal.

Por ello, no basta con revisar únicamente la potencia nominal, también deben analizarse:

• Potencia de operación 

• Corriente nominal

• Corriente de arranque 

• Tiempo de funcionamiento 

• Capacidad de sobrecarga del inversor 

• Capacidad de la batería 

Si se pretende respaldar un aire acondicionado, puede ser necesario aumentar considerablemente la capacidad del sistema.

¿Y una bomba de agua?

Las bombas también requieren atención debido a las características de sus motores.

Aunque una bomba pueda tener una potencia relativamente moderada durante su funcionamiento normal, el arranque puede requerir una corriente mayor; por eso, si forma parte de las cargas críticas, debe considerarse desde la etapa de diseño.

¿Cuánta batería necesito?

La batería debe seleccionarse de acuerdo con la energía que se desea respaldar y durante cuánto tiempo; una aproximación inicial puede ser:

Capacidad requerida ≈ consumo de las cargas × horas de respaldo

Por ejemplo, si las cargas requieren en promedio 500 W y queremos mantenerlas durante 6 horas:

0.5 kW × 6 h = 3 kWh

Esto representa una estimación energética inicial. En un sistema real, la capacidad nominal de la batería deberá ser mayor debido a factores como eficiencia, profundidad de descarga y condiciones de operación.

¿Y qué capacidad debe tener el inversor?

Aquí debemos diferenciar dos conceptos:

Energía (kWh) → determina cuánto tiempo puede funcionar el sistema.

Potencia (kW) → determina qué cargas puede alimentar simultáneamente.

Una batería puede tener suficiente energía para varias horas y, aun así, el inversor puede no tener suficiente potencia para arrancar un equipo de alta demanda.

Por ejemplo, una vivienda podría tener energía suficiente almacenada para varias horas, pero si intenta arrancar simultáneamente una bomba y un aire acondicionado, podría superar la capacidad instantánea del inversor.

Por eso, ambos parámetros deben analizarse por separado.

¿Qué ventajas tiene un tablero de cargas críticas?

Separar las cargas críticas permite que el sistema de respaldo se concentre en los equipos prioritarios; entre sus ventajas se encuentran:

• Reduce la potencia necesaria del sistema 

• Puede disminuir la capacidad de batería requerida

• Facilita la administración de la energía disponible 

• Permite priorizar equipos esenciales 

• Evita conectar accidentalmente cargas de alto consumo 

Además, permite que la vivienda continúe utilizando normalmente otros circuitos cuando la red está disponible.

¿Todos los sistemas necesitan un ATS?

No necesariamente.

Algunos inversores híbridos cuentan con funciones y salidas de respaldo integradas que pueden realizar determinadas funciones de transferencia sin requerir un ATS externo.

Por eso, no se debe asumir que todos los sistemas fotovoltaicos necesitan un ATS adicional; antes de seleccionar uno es necesario revisar:

• Características del inversor

• Configuración eléctrica

• Fuentes disponibles

• Cargas que serán respaldadas

• Tensión 

• Corriente

• Número de polos

• Diagrama eléctrico

• Requerimientos de transferencia

¿Qué ATS ofrece Solarpec?

Solarpec cuenta con diferentes soluciones de ATS YRO para aplicaciones de transferencia automática, con modelos disponibles en distintas capacidades y configuraciones.

La selección del modelo debe realizarse de acuerdo con las características del sistema y las cargas que serán alimentadas; por ejemplo, dentro de la oferta existen opciones de 63 A y 125 A, así como diferentes configuraciones de tensión y número de polos.

La ficha técnica de cada modelo debe consultarse antes de realizar la selección e instalación.

Conclusiones

Diseñar un sistema de respaldo residencial no significa necesariamente mantener toda la vivienda funcionando durante un apagón; una estrategia más eficiente puede consistir en identificar primero las cargas críticas, conocer su consumo y determinar cuánto tiempo se necesita mantenerlas funcionando.

A partir de esta información pueden dimensionarse adecuadamente el inversor, la batería, las protecciones y, cuando corresponda, el ATS.

El resultado es un sistema diseñado de acuerdo con las necesidades reales de la vivienda y no simplemente con la cantidad de equipos que existen en ella.

¿Quieres diseñar un sistema de respaldo para tu hogar? En Solarpec contamos con ATS, inversores, baterías y soluciones fotovoltaicas para ayudarte a desarrollar una instalación adaptada a tus necesidades energéticas.