COMPARACIÓN DE UN MOTOR A COMBUSTIBLE Y A MOTOR ELECTRICO

 Motor a combustión

Debemos entender que la eficiencia de un motor se refiere al porcentaje de energía y útil que podemos sacar por cada unidad de combustible, es decir, cada litro de combustible es capaz de proporcionar una cierta cantidad teórica de energía. La eficiencia energética del motor será un porcentaje menor al 100%, básicamente por que siempre existe una cantidad de energía desaprovechada en forma de calor, principalmente. [1]

Un motor de combustión tiene eficiencia energética bastante mas baja de la que podíamos pensar, hablamos de datos reales, que oscila 20% y el 30% en un motor de gasolina de ciclo Otto, en el mejor de los casos, en el caso de un motor del motor a diésel hablamos de eficiente energéticas de entre el 30% y el 45%, pero este último valor lo encontramos en casos excepcionales de motores. Puede parecer un dato pobre, pero no lo es tanto, por otro lado, el hecho de que desperdiciemos más del 60% o 70% de la energía disponible nos hace pensar que existen otras soluciones a futuro [1]

Un ejemplo

Con nuestro vehículo ejemplo, que gasta 6 l a los 100 km, nos da un gasto energético de ¡56,4 kWh / 100 km! El triple del eléctrico, lo que no hace más que demostrar la baja eficiencia de los motores de combustión.

Esa considerable ventaja del coche eléctrico en gasto energético, se reduce de forma importante cuando consideramos el rendimiento de la producción y la distribución de la electricidad.

Motor eléctrico

La eficiencia del motor eléctrico es la relación entre potencia de salda y la potencia de entrada. La salida de potencia mecánica se calcula en base al par y la velocidad requerida y la entrada de energía eléctrica se calcula en base al voltaje y la corriente suministra al motor. [2]

Ilustración 1 Grafica de potencia eléctrica

La salida de potencia mecánica es siempre inferior a la entrada de energía eléctrica, ya que la energía se pierde durante la conversión en diversas formas como el calor y la fricción. La mayoría de los motores eléctricos están diseñados para funcionar entre el 50% y el 100% de la carga nominal, la eficiencia máxima suele estar cerca del 75% de la carga nominal [2]

Ejemplo

En lugar de la cantidad de combustible necesaria para recorrer cien kilómetros, el consumo de energía de un coche eléctrico se expresa normalmente en el número de kilovatios-hora necesarios para recorrer cien kilómetros (kWh/100 km). Esto es así porque un coche eléctrico no utiliza combustible, sino que obtiene su energía de una batería. La capacidad o cantidad máxima de energía que puede almacenar esa batería se expresa en kWh (kilovatios-hora).

Podemos utilizar como ejemplo el MG5 Electric Long Range, la primera ranchera 100% eléctrica del mundo. Su batería ofrece una capacidad de 61,1 kWh, y cuando está completamente cargada puede recorrer una distancia de hasta 400 km (WLTP). Así, haciendo una sencilla regla de tres, podemos establecer que el consumo medio de energía del MG5 Electric Long Range es de 15,3 kWh/100 km.

Diferencia

La diferencia técnica fundamental radica en que un motor de combustión es una máquina cíclica de presión, mientras que un motor eléctrico es una máquina de fase de frecuencia variable.

En el motor de gasolina, el par motor depende de la presión media efectiva en el cilindro; necesitas esperar a que los gases se expandan y que el pistón alcance una velocidad mecánica específica para obtener fuerza.

En el motor eléctrico, el par depende de la interacción inmediata entre campos magnéticos. Mediante el Inversor, se manipula la frecuencia de la corriente para generar el 100% del par desde 0 RPM.

Tabla 1 Comparativa entre gasolina y eléctrico

A continuación, los ejemplos dados hicimos una tabla comparativa con sus valores

Tabla 2 Ejemplo de un carro eléctrico y uno a gasolina

Bibliografía