Naturaleza de la Energía Reactiva

ENERGIA ACTIVA:

Todas las maquinas eléctricas alimentadas en corriente alterna, convierten la Energía Eléctrica suministrada en trabajo mecánico y calor.

Esta energía se mide en Kwh (Kilovatios /hora) y se denomina ENERGIA ACTIVA. Los receptores o equipos que absorben únicamente este tipo de energía, se denominan resistivos.

ENERGIA REACTIVA:

Ciertas cargas necesitan campos magnéticos para su funcionamiento (motores, transformadores, etc.), consumen otro tipo de energía denominada ENERGIA REACTIVA.

Este tipo de cargas son denominadas inductivas y absorben energía de la Red durante la creación de los Campos Magnéticos que necesitan para su funcionamiento y la entregan durante la destrucción de los mismos.

Este traspaso de energía entre las cargas y la fuente, provoca perdida en los conductores, caídas de tensión y un consumo de energía suplementario que no es aprovechado directamente por los receptores.

FACTOR DE POTENCIA (cos phi):

La conexión de cargas inductivas en una instalación provoca el desfase entre las ondas de Intensión y Tensión. Esto es lo que se conoce como "cos phi".

El ángulo j mide el desfase e indica la relación entre la Intensidad Reactiva (Inductiva) de una instalación y la Intensidad Activa de la misma.

Y como es directamente proporcional la Intensidad con la Potencia, esta misma relación se establece entre las potencias o energías activa y reactiva. Y se denomina ENERGIA O POTENCIA APARENTE.

El cos phi indica por tanto la relación entre la Potencia Activa y la Potencia Aparente de la instalación, es decir los Kva que se pueden consumir como máximo en la misma.

Es por esta razón que el cos phi indica el rendimiento eléctrico de una instalación.

Para disminuir la energía reactiva consumida surge la "COMPENSACION", puesto que no se puede desaparecer, simplemente se Compensa.

VENTAJAS DE LA COMPENSACION DE ENERGIA REACTIVA:

Las Compañías Eléctricas por ser las primeras afectadas con la producción de energía reactiva generada. Penalizan el consumo de energía reactiva con el objeto de incentivar su corrección.

• Aumento de la Potencia disponible:

Un factor de potencia elevado ( lo más cercano a 1), optimiza los componentes de una instalación eléctrica mejorando su rendimiento eléctrico.

La instalación de CONDENSADORES O CAPACITORES reduce el consumo de energía reactiva entre la fuente y los receptores.

Y como además los Condensadores proporcionan la energía reactiva capacitiva, descargando a la instalación desde el punto de conexión de los condensadores aguas arriba. Como consecuencia es posible aumentar la potencia disponible en el secundario de un Transformador MT/BT, instalado en la parte de baja, un equipo de corrección del Factor de Potencia.

• Reducción de la Sección de los Conductores:

La Instalación de un equipo de corrección del Factor de Potencia en una instalación, permite reducir la sección de los conductores a nivel de proyecto, ya que para una misma potencia activa, la intensidad resultante de la instalación compensada es menor.

• Disminución de las Perdidas:

La instalación de Condensadores permite la reducción de pérdidas por Efecto Joule (Calentamiento) en los Conductores y Transformadores. Ya que estas pérdidas son contabilizadas como energía consumida (Kwh) en el Contador o Medidor de Energía de la Compañía Eléctrica.

DETERMINACION DEL FACTOR DE POTENCIA:

El factor de potencia de una instalación industrial sufre variaciones importantes, cuya magnitud depende de la naturaleza de los equipos instalados y del horario de trabajo de los mismos. Es conveniente por tanto que en cada caso se determine claramente en qué condiciones debe medirse.

• Empleo de Analizadores de Red:

Actualmente existe en el mercado una amplia variedad de instrumentos analizadores de red, especialmente adaptados a esta aplicación, desde simples fasímetros que proporcionan una lectura precisa e inmediata del cos j, hasta instrumentos más completos que también proporcionan las potencias activa y reactiva de la instalación.

Los instrumentos más sofisticados permiten, tras un período de conexión para la adquisición de datos, suministrar información completa sobre los valores medios y de plena carga del factor de potencia y de la potencia activa y reactiva, así como sobre la presencia de armónicos.

El empleo de uno de estos instrumentos brinda el resultado más efectivo en la determinación del factor de potencia pues permite la monitorización de la instalación durante ciclos completos de trabajo y posibilita la elección más adecuada de la potencia de la batería de condensadores.

• Instalación de Contadores de Energía Reactiva:

Cuando no se dispone de un analizador y la carga no está sujeta a grandes variaciones durante la jornada de trabajo, puede aplicarse la fórmula:                                                                       

Siendo: P = kWh consumidos durante un período prolongado de tiempo (por ejemplo un mes) Q = kvarh consumidos durante el mismo período

Los kWh y kvarh consumidos pueden obtenerse de los recibos del suministro o bien de la observación directa de los contadores.

Ejemplo: Planta industrial que trabaja de lunes a viernes en un turno (8 h/día).

Datos obtenidos a partir de un recibo de suministro de energía eléctrica:

Consumo energía activa: 33600 kWh

Consumo energía reactiva: 44688 kvarh

Período de facturación: 1 mes.

Aplicando la formula se obtiene:

Ese valor de 0,60 es nuestro Valor de Factor de Potencia, que para este ejemplo es bastante bajo, pues las Empresas de Suministro de Energía Eléctrica, consideran un valor aceptable ente 0,90 y 0,95. Y ejecutan penalización por debajo de 0,90.