Kompensacja mocy biernej
Energia w ogólnym pojęciu, definiowana jest jako moc pobierana przez odbiornik w jednostce czasu. W wielu firmach czy przedsiębiorstwach koszty związane z rachunkami za energię elektryczną stanowią znaczną część bilansu.
Stale rosnące ceny energii elektrycznej nie napawają optymizmem oraz zmuszają firmy do poszukiwań oszczędności. Ponadto, od 1 lutego 2021 roku koszt za ponad umowny pobór energii biernej wzrósł z 0,5829zł za 1 kvarh na 0,73632zł za 1 kvarh dla grupy taryfowej G, czyli dla biznesu.
Sposobem na zmniejszenie rachunków za prąd w firmie jest kompensacja mocy biernej.
Skuteczna kompensacja eliminuje opłaty za pobór energii biernej oraz działa korzystnie na układ zasilający zwiększając jego niezawodność.
W obwodach prądu trójfazowego m.in. rozróżniamy:
Moc czynna – jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło.
Moc pozorna – jest wyrażana jako iloczyn wartości skutecznych napięcia oraz natężenia prądu. Co więcej moc pozorna nieodzownie związana jest z mocą czynną oraz bierną prądu elektrycznego pobieranego przez odbiornik ze źródła. Podawana jest jako moc znamionowa transformatorów, generatorów czy innych urządzeń wytwarzających i przetwarzających energię elektryczną prądu przemiennego.
Moc bierna – jest to ta część mocy, która pulsuje między źródłem energii a odbiornikiem i nie jest zamieniana na użyteczną pracę lub ciepło, niemniej jest ona konieczna do funkcjonowania urządzeń elektrycznych (np. transformatorów, silników). Dzielimy ją na dwa rodzaje mocy biernej. Rozliczeniami za pobór mocy biernej objęci są odbiorcy zasilani z sieci średniego, wysokiego oraz najwyższego napięcia. Energia bierna i jej ilość jest minimalizowana w liniach przesyłowych energii elektrycznej. Możemy zatem wyróżnić następujące rodzaje mocy biernej:
- Moc bierną indukcyjną – pobieraną z sieci np. przez silniki indukcyjne, piece indukcyjne czy transformatory. Czas pracy mocą bierną jest energię bierną indukcyjną mierzoną przez licznik [kvarh-]. Moc bierną indykcyjną wykorzystuje się do wytwarzania pola magnetycznego w transformatorach, dławikach czy silnikach. Na fakturze za energię elektryczną możemy znaleźć pozycje „Energia bierna indukcyjna” jest to opłata za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej.
- Moc bierną pojemnościową – oddawaną do sieci przez kondensatory czy też długie odcinki kabli będących pod napięciem. Moc bierną pojemnościową mierzymy przez licznik [kvarh+]. Dodatkowo moc bierną pojemnościową możemy nazywać zamiennie jako energia bierna oddana.
Wymienione wyżej rodzaje mocy biernej wpływają na zwiększenie strat cieplnych oraz ograniczają sprawność transformatorów i linii kablowych. Usunięcie zatem z sieci mocy biernej powoduje zmniejszenie współczynnika mocy, czyli strat mocy jak również spadek składowej prądu. Dodatkowo przysłuży się to wydłużeniu żywotności kabli, transformatora oraz innych elementów sieci zasilającej.
Nadwyżka mocy biernej = dodatkowy koszt do naszego rachunku za energię
Większość operatorów sieci energetycznej w Polsce ustala dopuszczalny pobór mocy biernej w granicach 0,2 – 0,4. Po przekroczeniu tych wartości naliczane są opłaty za nadmierny współczynnik mocy biernej. Koszty z tym związane w niektórych przypadkach mogą stanowić 1/3 wartości miesięcznej faktury za energię elektryczną. Opłaty za ponad umowny pobór energii biernej indukcyjnej, niemal w całości można zredukować instalując kondensatory (wykonując kompensację mocy biernej).
Chęć zapewnienia właściwej rentowności firmy czy przedsiębiorstwa oraz coraz wyższe ceny za energię elektryczną zmuszają do stałej kontroli poziomu jej zużycia. Racjonalne gospodarowanie energią elektryczną wymaga również sprawdzania jaki poziom osiąga pobór energii biernej. Jest to niezwykle ważne ze względu na fakt, że pobór energii biernej można dość łatwo zoptymalizować.
Wykorzystując znane prawa fizyki i fakt, że większość instalowanych urządzeń pobiera moc bierną o charakterze indukcyjnym, można zredukować wartość poboru mocy biernej przez wprowadzenie do układu zasilania odbiorników o charakterze pojemnościowym. W ten sposób moc pobierana przez urządzenia indukcyjne jest kompensowana przez odbiory pojemnościowe. Ten sposób optymalizacji to kompensacja mocy biernej.
Optymalizacja kosztów to nie jedyny powód dla którego należy posiadać sprawny układ kompensacji. Skuteczna kompensacja eliminuje opłaty za moc bierną i zmniejsza o 3 – 7 % opłaty za moc czynną. Każda modernizacja, która przywróci sprawność systemu przyniesie wymierne korzyści finansowe.
Kompensację mocy biernej można przeprowadzić na różne sposoby. Kompensacja mocy biernej pozwala aby współczynnik mocy biernej uległ zmniejszeniu oraz poprawia trwałość sieci. Sposoby kompensacji mocy biernej opisaliśmy poniżej.
Na czym więc polega kompensacja mocy biernej?
Najbardziej popularną i efektywną metodą kompensacji mocy biernej indukcyjnej są automatycznie regulowane baterie kondensatorów. Kompensacja mocy biernej w dużym skrócie polega na wytworzeniu potrzebnej mocy biernej w pobliżu odbiornika zamiast na przesyłaniu jej siecią elektroenergetyczną. Usunięcie z sieci mocy biernej poza zmniejszeniem współczynnika mocy tg φ, powoduje również spadek składowej prądu a co za tym idzie wydłużenie żywotności kabli czy transformatora.
Kompensacja mocy biernej = redukcja dodatkowych kosztów
Co to jest kompensacja bezpośrednia?
Jedną z możliwości kompensacji mocy biernej jest zainstalowanie odpowiedniej wielkości kondensatorów bezpośrednio przy urządzeniu powodującym wzrost wskaźnika tg φ. Kondensatory włączają się przy uruchomieniu maszyny, a przestają pracować wraz z jej wyłączeniem. Sposób ten byłby najbardziej korzystny, lecz nie można stosować go przy występowaniu wielu odbiorników o stosunkowo małych mocach, a często również ze względu na brak miejsca przy odbiorniku.
Czym jest kompensacja grupowa?
Jest najczęściej stosowanym sposobem instalowania kondensatorów w dużych i małych zakładach przemysłowych. Kondensatory instalowane są w rozdzielni zasilającej grupę odbiorników. Bateria kondensatorów jest zwykle w tym przypadku sterowana automatycznie. Automatyzacja procesu kompensacji mocy biernej wymaga zastosowania regulatorów automatycznych i styczników.
Na czym polega kompensacja centralna?
Polega na zainstalowaniu baterii kondensatorów w stacji zasilającej po stronie niskiego lub wysokiego napięcia. Sposób ten stosowany jest w większych zakładach przemysłowych. Podobnie jak przy kompensacji grupowej, stosuje się zwykle automatyczną regulację polegającą na utrzymywaniu wypadkowego współczynnika mocy na zadanym poziomie, aby uniknąć przypadku przekompensowania, czyli stanu w którym będzie pobierana energia bierna pojemnościowa.
Szukasz specjalistów od oszczędności?
W ciągu ostatnich lat działalności osiągnęliśmy stałą pozycję na rynku dzięki bezpośredniej współpracy z coraz większą liczbą sprzedawców energii elektrycznej i gazu ziemnego.
