Cómo usar esta calculadora
- Introduce potencia de carga útil y del bus.
- Define qué fracción del periodo se observa científicamente.
- Indica duración, generación media y eficiencia neta.
- Aplica el margen de diseño y revisa el balance energético.
#3415 · Herramienta de Ciencia e ingeniería
Calculadora de presupuesto eléctrico para tránsito de exoplanetas
Evalúa el presupuesto eléctrico de una misión de tránsito de exoplanetas integrando la carga del instrumento, el consumo del bus, el ciclo de observación, la generación media, la eficiencia de almacenamiento y un margen de diseño. El balance resultante indica si la energía útil cubre la demanda durante el periodo analizado.
Calculadora
Cargas eléctricas, ciclo y energía disponibleFórmula
Pmedia = Pbus + Pcarga útil·ciclo; Edemanda = Pmedia·t·(1+margen); Eútil = Pgenerada·t·eficiencia
Qué significa el resultado
Un balance positivo indica energía sobrante bajo los supuestos introducidos; uno negativo cuantifica el déficit que debe cubrirse modificando generación, almacenamiento, cargas o ciclo operativo.
La potencia media no sustituye un perfil temporal detallado. Picos de carga, eclipses, degradación solar, temperatura y límites de batería pueden imponer restricciones aunque el balance medio sea positivo.
Ejemplo de cálculo
Con 180 W de carga útil, 120 W de bus, 60 % de observación, periodo de 24 h, generación media de 350 W, eficiencia del 85 % y margen del 20 %, la carga media es 228 W. La demanda con margen es 6.566,4 Wh y la generación útil 7.140 Wh, dejando un excedente aproximado de 573,6 Wh.
Consejos para obtener mejores resultados
- Usa potencia media neta de generación, no la potencia pico de placa.
- Representa eclipses y degradación dentro de la generación media o mediante un análisis temporal aparte.
- Separa carga útil y bus para estudiar cambios en el ciclo científico.
- No confundas eficiencia energética con margen de diseño.
- Verifica picos de potencia y límites de batería además del balance en Wh.
Preguntas frecuentes
¿Cómo incluyo los eclipses en el presupuesto eléctrico de una misión de tránsito?
Reduce la potencia media generada para reflejar el tiempo sin iluminación o realiza un perfil temporal detallado si el eclipse afecta a la operación de cargas críticas.
¿El margen de potencia debe aplicarse antes o después de la eficiencia?
Aquí el margen se aplica a la demanda y la eficiencia reduce la generación disponible, manteniendo ambos efectos separados y auditables.
¿Qué significa tener balance energético positivo pero batería insuficiente?
Puede ocurrir si la energía total del periodo es suficiente pero los intervalos sin generación exigen una capacidad de almacenamiento mayor que la disponible.
¿Cómo afecta el ciclo de observación al consumo medio?
La potencia de la carga útil se pondera por la fracción del tiempo en modo científico; aumentar esa fracción eleva la carga media.
¿Puedo introducir una generación media ya corregida por eficiencia?
Sí, pero entonces fija la eficiencia al 100 % para evitar aplicar la misma pérdida dos veces.
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Variables del modelo
| Magnitud | Uso en el cálculo |
|---|---|
| Carga útil | Consumo dependiente del modo científico. |
| Bus | Carga base de la plataforma. |
| Generación y eficiencia | Determinan energía realmente utilizable. |
| Margen | Protege frente a incertidumbres de consumo. |