Apresentação

Cartaz-Energia-ReativalMLC

 

A maioria dos equipamentos eléctricos e electromecânicos existentes na sua instalação eléctrica, para funcionarem necessitam de energia ativa e energia reativa. A energia ativa é necessária para produzir trabalho, por exemplo, a rotação do eixo do motor. Já a energia reativa é a componente que não realiza trabalho, mas é necessária para produzir o fluxo magnético indispensável ao funcionamento dos motores, transformadores, etc. 

Reativa

Apesar de necessária, a utilização de energia reativa deve ser a menor possível. O excesso de energia reativa trás os seguintes inconvenientes:

  • Perdas nas linhas de transporte de energia e de distribuição;
  • Sobredimensionamento das cablagem da instalação e transformadores;
  • Diminuição da potência activa (energia que produz trabalho) transmissível aos equipamentos pelos condutores;
  • Queda de tensão na linha;
  • Penalização pelo consumo excessivo de energia reativa na fatura, que pode representar um acréscimo do valor a pagar até 20% para a totalidade das instalações que não estejam classificadas como BTN-simples (clientes domésticos).

 

A solução para evitar estes problemas é a compensação do fator de potência.

Conceito Teórico

Numa instalação eléctrica estão sempre associado três conceitos de potência que são necessários ter em conta: Potência Aparente (S), Potência Ativa (P) e Potência Reativa (Q). Estas três potências caracterizam a instalação em termos energéticos e estão relacionadas da seguinte forma: S2=P2 + Q2

Triangulo-de-potencias

Triângulo de Potências 

fp

tg 

Desta relação retiramos o conceito de fator de potência (cos φ), que não é mais que o índice que relaciona a energia ativa e reativa de uma instalação elétrica, sendo este um dos principais indicadores de eficiência energética.

Quando introduzimos equipamentos indutivos numa instalação, estamos a provocar um desfasamento (aumento do ângulo φ) entre a corrente e a tensão, o que provoca um aumento da energia reativa.

Na compensação da energia reativa introduzimos uma carga capacitiva na instalação que irá provocar uma diminuição do ângulo φ. Esta carga irá fornecer a energia reativa necessária para o funcionamento da carga indutiva (motor eléctrico, etc) e diminuindo assim a energia reativa pedida à rede.

O fator de potência próximo de 1 (S=P) indica pouco consumo de energia reativa em relação à energia ativa. Uma vez que a energia ativa é aquela que efetivamente realiza trabalho, quanto mais próximo de 1 for o fator de potência, maior é a eficiência da instalação elétrica.

Nas figuras abaixo, podemos ver o efeito que a compensação de potência faz na corrente da instalação.

antes

Antes da compensação

 depois

Depois da compensação

 

Vantagens da correção do Fator de Potência:

  • Aumento da potência ativa disponível no secundário dos transformadores e da potência ativa transportada - Para uma determinada potência aparente (S) de um transformador a potência ativa  potência ativa fornecida pelo mesmo estará limitada a P= S cos φ. Assim, um baixo fator de potência corresponderá a um mau aproveito da potência aparente disponível. Uma instalação com um cos φ = 0,8, o transformador de 300kVa apenas fornecerá 80% da sua potência nominal (S), 240 kW, se o cos φ for melhorado 0,98 teremos uma potência disponível de 294 kW.
  • Diminuição das perdas na instalação (Perdas por efeito de Joule) - Com a compensação de energia reactiva, leva a uma redução da corrente eléctrica circulante, pois evitamos que parte desta energia, ou a sua totalidade, circule pela rede. Uma vez que as perdas por efeito de Joule (calor) são proporcionais ao quadrado da corrente, podemos facilmente ver a importância desta redução. 
  • Otimização dos equipamentos - correntes inferiores levam a equipamentos de proteção com calibre inferior e secções inferiores dos condutores;

 

  • Redução da fatura de energia eléctrica- Supressão da facturação dos consumos excessivos de energia reactiva.

 

Impacto da Energia Reactiva na Factura Eléctrica - Legislação em Vigor:

Para clientes que tenham fornecimento de energia em MAT, AT, MT e BTE (potência contratada superior a 41,4 kVA) é faturado:

  • Energia Reativa consumida fora das de vazio, quando tg φ for superior 0,3.
  • Energia Reativa fornecida à rede nas horas de vazio.

Para cálculo da energia reativa a faturar utiliza-se o fator tg φ, que se define como o quociente entre a energia reativa e a energia ativa medidas no mesmo período.

O Despacho n.º 7253/2010, de 26 de Abril, aprovou o regime jurídico aplicável à faturação de energia reativa indutiva e capacitiva, relativas à utilização da rede de transporte e à utilização da rede de distribuição. Este despacho surgiu com o principal objectivo de motivar alterações de comportamento deste tipo de clientes, em relação à compensação do fator de potência.
Neste Despacho ficou então definido os escalões e fatores multiplicativos que são usados na faturação da energia reativa:

Escalão  Tg φ   Cos φ   Fator Multiplicativo
1 Superior a 30% e inferior a 40% 0,96 a 0,93 0,33
2 Superior a 40% e inferior a 50% 0,93 a 0,89 1
3 Superior a 50% inferior a 0,89 3

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