Compensarea energiei reactive inductive prin baterii de condensatoare

Energia reactiva este forma de energie suplimentara care serveste pentru producerea si intretinerea campurilor magnetice si care este consumata, pe langa energia activa, de receptoarele electrice prevazute cu bobinaje, cum ar fi motoarele electrice sau transformatoarele. Energia reactiva nu are nici un efect benefic. Puterea activa este extrasa din retea, iar puterea reactiv-capacitiva este introdusa in retea, astfel ca puterea reactiva incarca reteaua de transport si distributie, fiind o energie injectata de consumator in retea. Energia reactiva tranzitata la punctele de delimitare ale instalatiilor consumatorilor fata de instalatiile operatorilor de retea se masoara la punctele de decontare, se deconteaza pe intervale de decontare si se plateste conform reglementarilor in vigoare (Ordin ANRE 33/2014). Pretul energiei reactive este reglementat si este egal cu pretul aprobat pentru un factor de putere mediu realizat in intervalul de decontare mai mic decat factorul de putere neutral (factorul de putere limita pana la care consumul de energie electrica reactiva nu influenteaza semnificativ pierderile si reglajul de tensiune/putere reactiva in reteaua electrica, avand o valoare stabilita experimental de 0,92 pentru regimul inductiv si 1 pentru regimul capacitiv) si mai mare sau egal cu 0,65. Pentru un factor de putere mediu realizat in intervalul de decontare mai mic decat 0,65, se percepe de trei ori pretul reglementat aprobat de autoritatea competenta.

dimensionarea bateriilor de condensatoare
Dimensionează bateriile de compensare

Consumul de energie electrica la un factor de putere mai mic decat factorul de putere neutral conduce la cresterea pierderilor de energie si de putere in retelele electrice, respectiv la reducerea eficientei energetice a retelelor electrice.

Ce reprezinta energia reactiva?

Energia reactiva reprezinta energia datorata consumatorilor neliniari existenti in instalatiile deservite, consumatori precum: motoare, transformatoare, iluminat, instalatii de conditionare a aerului, actionari electrice, cuptoare etc. Energia reactiva, din punct de vedere tehnologic, nu este utila, ci dimpotriva, aduce multe dezavantaje: supraincalzirea motoarelor, a circuitelor de alimentare, a transformatoarelor, precum si cresterea facturii de energie electrica. Energia reactiva este in stransa legatura cu valoarea coeficientului numit factor de putere.

Calcularea compensarii energiei reactive

Pentru compensarea puterii reactive, este necesar sa furnizam energia reactiva consumata de receptoarele noastre din baterii de condensatoare in loc sa o primim din reteaua electrica de distributie. In felul acesta, putem sa anulam energia reactiva facturata de furnizorii de electricitate pentru cazul in care cos φ mediu lunar este mai mic de 0,92. In acelasi timp, cos φ nu trebuie sa fie capacitiv, adica nu avem voie sa supracompensam. De aceea, bateriile de condensatoare trebuie sa fie automatizate, astfel incat cos φ mediu lunar sa fie in intervalul dintre 0,92 si 1. Pentru compensarea individuala a transformatoarelor si motoarelor electrice, care au la functionarea in gol un consum constant de energie reactiva, se pot folosi baterii de condensatoare fixe.

Bateria automata de condensatoare are rolul de a corecta factorul de putere si de a compensa energia reactiva de tip inductiv. In functie de valoarea masurata a factorului de putere se poate cupla la retea un numar variabil de condensatoare (trepte). Acest lucru se realizeaza cu ajutorul unui regulator digital specializat pentru masurarea si mentinerea factorului de putere in limitele prestabilite. Elementele principale ale unei baterii de condensatoare sunt:

    1. Regulator electronic pentru factorul de putere
    1. Condensatoare
    1. Contactoare pentru comutarea treptelor de condensatoare
    1. Rezistente de descarcare
  1. Sigurante fuzibile

energia reactiva - baterii de condensatoare

Exemplul unei instalatii inainte si dupa compensarea energiei reactive


Instalatie inainte de compensarea energiei reactive
Instalatie dupa compensarea energiei reactive

Beneficiile compensarii

Economice:

  • Reducerea facturii de electricitate prin:
    • reducerea energiei reactive facturate de furnizor
    • reducerea pierderilor de energie activa in kWh

Tehnice:

    • Reducerea caderilor de tensiune si stabilitatea in lungul cablurilor – caderea de tensiune in acest caz se refera la scaderea valorii tensiunii datorate supraincarcarii cablurilor
    • Cresterea puterii disponibile
    • Reducerea pierderilor Joules
    • Imbunatatirea calitatii energiei – eliminarea poluarii retelelor de distributie a energiei
    • Cresterea eficientei energetice
  • Subdimensionarea conductoarelor, daca din faza de proiectare se folosesc baterii de condensatoare

Factor de putere

Sectiune conductor

Putere disponibila

0,95

1,05 +36%

0,9

1,1

+28%

0,85

1,17 +21%
0,8 1,25

+14%

0,7 1,43

+0%

Se poate observa in tabelul de mai sus cum un factor de putere mai bun influenteaza dimensionarea sectiunii conductorilor, precum si puterea disponibila.

Recomandari in dimensionarea bateriilor de condensatoare

  • Utilizarea unor condensatoare la tensiune marita: 440V. Aceste condensatoare suporta mai bine efectele unor suprasarcini armonice mici.

    Exemplu baterie de condensatoare
  • Contactori cu peste 300.000 de actionari. Acestia asigura o durata de viata sporita in conditiile cuplarilor si decuplarilor frecvente ale treptelor bateriei de condensatoare intr-un regim variabil.
  • Alegerea unor trepte fine, de 5-10-15-20 kVAr, spre deosebire de produse cu trepte egale 25-25-25 kVAr. In special in cazul mai multor consumatori de energie care intra in functiune si ies aleatoriu este necesar ca echipamentul sa poata asigura energie reactiva pentru consumatori atat atunci cand sunt putini in functiune, cat si atunci cand simultaneitatea este ridicata si majoritatea consumatorilor sunt in functiune in acelasi timp. Altfel, se va mai vehicula energie reactiva de la furnizor care va fi facturata.
  • Este important sa se tina cont de nivelul distorsiunilor armonice. Daca valorile acestora depasesc pentru THDu 3% si THDi 8% este necesara introducerea in circuit a unor filtre (pasive sau active) pentru compensarea acestor armonice.

Studiu de caz – instalarea a 4 baterii de condensatoare

In vederea cresterii eficientei energetice si a profitabilitatii companiei s-a realizat instalarea a 4 baterii de condensatoare cu puteri cuprinse intre 35 kVAr si 90 kVAr unui beneficiar din industria textila. Solutia de compensare aleasa a fost atat globala, la nivel de post de transformare, cat si sectoriala, la nivel de tablou de distributie.


Compensare globala
Compensare sectoriala
Compensare sectoriala

Calculul perioadei simple de recuperare

Nr. crt.

Marimea (unitatea de masura)

 Valoarea

1

Economii anuale de energie (MWh)

              24,87

2

Pret platit furnizorului de energie electrica (RON / MWh)

            405,00

3

Economii financiare anuale rand 1 x rand 2 (RON)

      10.072,35

4

Penalizare medie lunara pentru consum energie reactiva – conform facturi (RON/luna)

        1.600,00

5

Economii financiare anuale rezultate din eliminarea penalitatilor rand 4 x 12 luni (RON)

      19.200,00

6

Economii anuale totale rand 3 + rand 5 (RON)

      29.272,35

7

Cost baterii de compensare (RON)

      28.276,00

8

Cost instalare baterii de compensare (RON)

        2.628,50

9

Cost total baterii de compensare rand 7 + rand 8 (RON)

      30.904,50

10

Perioada simpla de recuperare a investitiei – rand 9 / rand 6 (ani)

                 1,05

Intrebare: Ati implementat o astfel de solutie? Daca da, a condus aceasta solutie la efectele enumerate mai sus? Asteptam raspunsurile in comentarii.

Baterie de compensare a energiei reactive inductive

Avand in vedere informatiile prezentate anterior, putem concluziona ca ponderea energiei reactive in totalul facturii la un consumator industrial se poate situa intre 10% si 50%, dependent de regimul de functionare si de starea tehnica a echipamentelor electrice. Quartz Matrix va pune la dispozitie solutii complete de compensare a energiei reactive inductive / capacitive, reducerea facturilor electrice, eficienta energetica si prelungirea vietii echipamentelor. In cazul in care nu aveti instalata o astfel de solutie de compensare a energiei reactive inductive, va stam la dispozitie pentru a va ajuta in implementarea uneia dintre masurile de management energetic cu cea mai rapida perioada de amortizare, asa cum se poate observa si in situatia concreta de mai sus.

Descoperiți și alte soluții pentru compensarea energiei reactive în articolul de pe blogul nostru Compensarea energiei reactive și gestiunea eficientă a costurilor

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

Alătură-te conversației

2 comentarii

  1. Domnilor si Doamnelor,
    Felicitari pentru expunerea de mai sus.

    Am in derulare o instalatie pentru generare de energie electrica ,necesara conceptului de *Casa cu consum de energie aproape Zero * ,legiferat in Romania prin Legea 159 din 2013.
    Doresc sa realizez compensarea energiei reactive pentru energia produsa de un generator trifazic cu puterea de 1,5 Kw in mini reteaua electrica pentru conceptul de Casa energetic activa expus mai sus..
    Va rog sa ma ajutati sa achizitionez componentele necesare unui sistem automat de compensarea energie reactive la puterea de 1,5 Kw…… pentru finalizarea proiectului.
    Telefon 0763622395.
    Cu stima, inginer si inventator Alecu Ioam.

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Urmăriți-ne și pe Facebook: