Calculadora Ahorro Variador de Frecuencia - VFD ROI

¿Cómo ahorra energía un variador de frecuencia?

Un variador de frecuencia (VFD) ajusta la velocidad del motor a la demanda real. En lugar de que el motor gire siempre a velocidad nominal (y se regule el caudal con una válvula), el variador reduce la velocidad directamente, eliminando el desperdicio de energía.

Leyes de afinidad para cargas centrífugas

Las bombas y ventiladores centrífugos siguen las leyes de afinidad:

Caudal (Q) ∝ n
Presión (H) ∝ n²
Potencia (P) ∝ n³

La relación cúbica significa que pequeñas reducciones de velocidad producen grandes ahorros de energía.

Ahorro típico por aplicación

Ejemplo práctico: bomba de agua 15 kW

Datos:

• Motor: 15 kW, 3.000 rpm, η = 0,90
• Funcionamiento: 6.000 h/año
• Perfil de carga: 70% del tiempo a 80% de caudal, 30% a 100%
• Precio eléctricidad: 0,12 €/kWh
• Coste del variador: 2.500 €

Sin variador (regulación por válvula):

P_absorbida = 15 / 0,90 = 16,7 kW (constante)
Consumo = 16,7 × 6.000 = 100.000 kWh/año
Coste = 100.000 × 0,12 = 12.000 €/año

Con variador:

Al 80% caudal: P = 16,7 × 0,80³ = 8,5 kW (70% del tiempo)
Al 100%: P = 16,7 kW (30% del tiempo)
Consumo = (8,5 × 4.200) + (16,7 × 1.800) = 35.700 + 30.060 = 65.760 kWh/año
Coste = 65.760 × 0,12 = 7.891 €/año

Resultado:

Ahorro anual = 12.000 - 7.891 = 4.109 €/año (34%)
Payback = 2.500 / 4.109 = 0,6 años (7 meses)

Errores comunes

Esperar ahorro en cargas de par constante: Cintas transportadoras, tornillos sinfín y molinos tienen par constante. El ahorro es mínimo (solo reducción de velocidad proporcional) y rara vez justifica la inversión.

No considerar las pérdidas del variador: El propio variador introduce pérdidas del 2-5%. En aplicaciones donde el motor siempre trabaja a velocidad nominal, el variador solo añade coste y pérdidas.

Ignorar los armónicos: Los variadores generan armónicos que pueden afectar a otros equipos. Prever filtros EMC y posibles diferencial tipo B.