Cálculos energéticos

En esta sección reflejaremos los cálculos energéticos necesarios para la autonomía del faro medioambiental.

Para entender los conceptos básicos que se manejan en esta serie de instalaciones, conviene conocer como funciona la electricidad y sus valores. En este articulo se refleja muy bien y de manera sencilla.

Voltaje ideal de trabajo para todos los dispositivos: 5V

1. Sobre el ordenador.

El cálculo aproximado de un servidor web sobre una Raspberry PI, lo podemos sacar de este articulo. Es relevante porque este mini-ordenador encaja muy bien con los requisitos generales del proyecto. Por consumo de energía y por facilidades para montaje, tamaño, etc.

«La Raspberry Pi consume 700 mA bajo 5 voltios, es decir 3,5 W. Durante un año, el consumo es de 3,5 W x 24 h x 365 d = 30.660 Wh, es decir, alrededor de 31 kWh. El kWh cuesta una media de 13 céntimos de euro y el almacenamiento de su servidor web sería de 4 euros/año, aproximadamente.»

2. Sobre una cámara wifi o usb genérica (Para observar el horizonte).

Los cálculos aproximados para cámaras que consumen 5V están entre 5v y 7v.
Como estamos hablando de una cámara para observar el cielo, no hace falta que incorpore luces infrarrojas o dispositivos similares, que también consumen energía.

3. Instrumentación ambiental.

El calculo de consumo de un módulo Node MCU, que podría manejar esta instrumentación se indica bastante bien en este otro articulo.

«También nos informa que el consumo medio es de 80 mA. Esto incluye la corriente estática y dinámica que hemos visto antes. Por lo tanto, necesitas una fuente de alimentación (pila o batería) que proporcione un voltaje entre 2,5V y 3,6V.»

Sobre el sensor de polvo fino SD1101 (Ver entrada Instrumentación), también a 5V su máximo consumo es de 100 ma. Aunque varía según la fuente en internet.

Calculadora online para convertir mAh en Wh.

El resto de componentes, los sensores de temperatura, presión atmosférica, humedad, más otros que exploremos para gases, tienen un consumo residual.

Hay que contar que este tipo de mediciones se hacen a intervalos, ergo es posible que durante las pausas el consumo sea prácticamente nulo.

4. Router inalámbrico para la comunicación wifi.

Los routers inalámbricos suelen trabajar en diferentes voltajes tanto 12v como 24v y la mayoría trabajan con un adaptador de corriente a 220v. El consumo habitual en una amplia gama de ellos es de entre 6 y 8 vatios

5. Otros posibles consumos.

Otros posibles consumos pueden ser una luz para realmente convertir la infraestructura en un faro, una conexión o varias Usb en su base para diferentes propósitos, etc.

Calculo de servilleta final con estimaciones al alza:

Servidor: 3,5 W/h
Instrumentación: 2 W/h (Muy sobradamente)
Cámara: 7 W/h
Router: 8 vatios

Por el momento necesitaríamos idealmente 20 W/h aproximadamente para mantener los dispositivos funcionando 25/7.