Kompensacja mocy biernej

Pomagamy ograniczyć koszty energii elektrycznej wynikające z rozliczania energii biernej. Jeśli w Twojej firmie na fakturze od operatora pojawiają się opłaty za ponadumowny pobór energii biernej, możemy zaprojektować i zamontować układ kompensacji dopasowany do rzeczywistego profilu obciążenia.

Czym jest moc bierna indukcyjna i pojemnościowa

Moc bierna to składowa mocy pobieranej z sieci, która nie wykonuje pracy użytecznej, ale jest niezbędna do wytworzenia pól magnetycznych i elektrycznych w urządzeniach. W zależności od charakteru odbiornika wyróżnia się dwa rodzaje mocy biernej:

• Moc bierna indukcyjna – powstaje w odbiornikach o charakterze indukcyjnym, czyli tam, gdzie prąd opóźnia się względem napięcia. Głównymi jej źródłami są silniki elektryczne, transformatory, dławiki oraz oświetlenie wyładowcze. To najczęstsza przyczyna niskiego współczynnika mocy w zakładach przemysłowych.
• Moc bierna pojemnościowa – powstaje w odbiornikach o charakterze pojemnościowym, gdzie prąd wyprzedza napięcie. Występuje m.in. przy długich, słabo obciążonych liniach kablowych, bateriach kondensatorów dobranych zbyt dużych w stosunku do obciążenia (tzw. przekompensowanie) lub przy pracy instalacji w porze niskiego obciążenia (np. w nocy).

Obydwa zjawiska obciążają sieć elektroenergetyczną i – po przekroczeniu wartości granicznych określonych w umowie z operatorem – skutkują dodatkowymi opłatami. Zwyczajowo naturalny (dyrektywny) współczynnik mocy urządzeń elektrycznych mieści się w przedziale 0,55–0,8, natomiast wymagany przez operatorów poziom powinien utrzymywać się w granicach 0,9–0,96. Wskaźnik poniżej tego poziomu oznacza dodatkowe straty przesyłu energii, spadki napięć w liniach oraz ograniczenie zdolności przesyłowej transformatorów.

W jaki sposób eliminujemy moc bierną

Dobór metody kompensacji zależy od charakterystyki obiektu, rozkładu odbiorników oraz zmienności obciążenia w czasie. Stosujemy następujące rozwiązania:

• Kompensacja indywidualna – bateria kondensatorów (przy nadmiarze mocy indukcyjnej) lub dławik kompensacyjny (przy nadmiarze mocy pojemnościowej) podłączane bezpośrednio do zacisków konkretnego odbiornika. Odciąża całą sieć od przesyłu mocy biernej.
• Kompensacja grupowa – urządzenia kompensacyjne podłączone do szyn rozdzielni oddziałowej, obejmujące grupę odbiorników zasilanych z tej rozdzielni.
• Kompensacja centralna – bateria kondensatorów montowana w rozdzielni głównej, z automatycznym załączaniem sekcji w zależności od bieżącego zapotrzebowania i zadanej wartości współczynnika mocy (regulator mocy biernej).
• Kompensacja mieszana – połączenie baterii centralnej z indywidualną kompensacją największych odbiorników, stosowana zwykle w dużych zakładach przemysłowych.
• Kompensacja dynamiczna – dla obiektów o gwałtownie zmiennym obciążeniu (np. dźwigi, spawarki, windy) stosujemy kompensatory dynamiczne reagujące w czasie rzeczywistym, zapobiegające zarówno nadmiarowi mocy indukcyjnej, jak i przekompensowaniu.

Każdą instalację poprzedzamy analizą rzeczywistego profilu obciążenia na podstawie faktur i danych z licznika, aby dobrać rozwiązanie, które realnie eliminuje opłaty za energię bierną – bez ryzyka przekompensowania, które samo w sobie generuje dodatkowe koszty.

Trójkąt mocy i podstawowe wzory

Zależność między poszczególnymi rodzajami mocy w obwodzie prądu przemiennego opisuje tzw. trójkąt mocy, złożony z mocy czynnej (P), mocy biernej (Q) i mocy pozornej (S):

gdzie: P – moc czynna [W], wykonuje pracę użyteczną; Q – moc bierna [var], nie wykonuje pracy, ale jest niezbędna do wytworzenia pól magnetycznych/elektrycznych; S – moc pozorna [VA], suma wektorowa P i Q, decyduje o obciążeniu sieci i doborze przekroju przewodów oraz mocy transformatora.

Im wyższy udział mocy biernej (Q) względem mocy czynnej (P), tym niższy współczynnik mocy cos φ i tym większe obciążenie sieci przy tej samej mocy użytecznej.

W jaki sposób naliczana jest opłata za moc bierną

Operatorzy sieci dystrybucyjnych (w tym Enea Operator) rozliczają odbiorcę z energii biernej na podstawie pomiaru energii czynnej (Ep) i biernej (Eq) w okresie rozliczeniowym, porównując ich stosunek do dopuszczalnej wartości współczynnika tg φ. Zgodnie z powszechnie stosowaną zasadą taryfową, dopuszczalna wartość wynosi zwykle tg φ = 0,4 (co odpowiada cos φ ≈ 0,93) – do tego poziomu energia bierna indukcyjna nie jest dodatkowo obciążana opłatą.

Wyliczona nadwyżka E_q> mnożona jest przez stawkę za energię bierną określoną w cenniku/taryfie operatora, zgodnie z grupą taryfową danego obiektu. Energia bierna pojemnościowa (oddawana do sieci, np. przy przekompensowaniu) jest zwykle rozliczana w całości, niezależnie od współczynnika tg φ – dlatego równie ważne jak eliminacja niedoboru mocy biernej jest uniknięcie przekompensowania.

Dokładne wartości progowe i stawki mogą się różnić w zależności od operatora, grupy taryfowej i obowiązującej taryfy – każdą instalację poprzedzamy analizą aktualnych rozliczeń klienta.

Zakres usług

• Analiza rozliczeń i profilu poboru energii biernej na podstawie faktur i danych z licznika
• Dobór baterii kondensatorów, dławików i regulatora mocy biernej do rzeczywistego obciążenia
• Montaż i uruchomienie układu kompensacji
• Pomiar i weryfikacja współczynnika mocy po instalacji
• Serwis i konserwacja układów kompensacyjnych

Korzyści

• Eliminacja lub redukcja opłat za ponadumowną energię bierną
• Odciążenie instalacji elektrycznej i transformatora
• Poprawa parametrów jakości zasilania
• Zwrot z inwestycji zwykle w ciągu 3–24 miesięcy, w zależności od dotychczasowych opłat i warunków obiektu

Zapytaj o analizę i wycenę kompensacji