ENERGÍA REACTIVA Y AHORRO ENERGÉTICO

ENERGÍA REACTIVA Y AHORRO ENERGÉTICO

Energía Reactiva ¿Qué es? y ¿la Energía Activa? En este artículo, explicamos de forma sencilla cómo nos afectan a la hora de cuantificar la energía eléctrica consumida en una instalación. Incidiremos también, en las soluciones a aplicar en los casos de recargos por energía reactiva, y la forma de minimizar al máximo la factura eléctrica.

¿Qué es el Triángulo de Potencias?

Previamente a definir qué es la potencia activa, reactiva y aparente, es necesario indicar cómo se representan gráficamente estas magnitudes, para poder interpretar todos los conceptos. El triángulo es una forma gráfica de representar las potencias que entran en juego en un suministro eléctrico. Aplicando las reglas de la trigonometría, obtendremos las fórmulas necesarias.
Triángulo de potencias con energía Activa, Reactiva y Aparente
  • En el eje de abscisas se representa la Potencia Activa (W)……………………………………….P
  • En el eje de ordenadas se representa la Potencia Reactiva (VAr)………………………………..jQ
  • La suma vectorial de la Potencia Activa y Potencia reactiva es la Potencia Aparente (VA)…S

¿Qué es la Potencia Activa?

Radiador eléctrico transformando energía eléctrica en térmica. Energía Reactiva nula
Cuando pensamos en que una lámpara halógena tiene una potencia de 50 W, que un radiador eléctrico dispone de 1500 W, o un motor de 750W, todos nos hacemos una idea de dichas magnitudes. Realmente de lo que estamos hablando, es de la potencia activa de esos receptores, es decir, de la capacidad de transformar la energía eléctrica que les suministramos, en energía lumínica, calorífica y mecánica.

La fórmula de la potencia activa eléctrica, es la siguiente (Ver triángulo de potencias):

Fórmula potencia activa monofásica fución de tensión, intensidad y coseno de fi

donde:

P = Potencia activa en Watios (W)

V = Tensión en Voltios (V)

I = Intensidad en Amperios (A)

(*) Sistema monofásico. Cuando las magnitudes de potencia activa son elevadas, utilizaremos el kW (kiloWatio)

¿Qué es la Potencia Reactiva Inductiva?

Tres motores que generan potencia reactiva inductiva. Energía reactiva a la red

El término de potencia reactiva, suele ser difícil de entender. Quizás la mejor manera de explicarlo es que, realmente, no es una potencia que se consuma en la instalación, por lo que no produce trabajo útil, sino que es necesaria para crear los campos magnéticos de los receptores que disponen de devanados o bobinas, como son los motores.

Los receptores de tipo inductivo, toman la energía de la red para crear los campos magnéticos, y estos a su vez la devuelven. La resultante no produce trabajo útil y es nula.

Por lo tanto, cuando se dispone de este tipo de receptores, se están sobrecargando las líneas eléctricas, ya que la intensidad que circula, es mayor que la necesaria para el trabajo útil demandado. Todo ello, produce sobrecargas y mayores caídas de tensión en las líneas de distribución eléctrica, por lo que las compañías eléctricas lo penalizan.La fórmula de la Potencia Reactiva, según la representación gráfica de las potencias sería:

Fórmula potencia reactiva en función de la tensión, intensidad y seno de fi
donde:

Q = Potencia reactiva en Voltamperios reactivos (VAr)

V = Tensión en Voltios (V)

I = Intensidad en Amperios (A)

(*) Sistema monofásico. Cuando las magnitudes de potencia reactiva son elevadas, utilizaremos el kVAr (kiloVoltAmper-reactivo)

¿Qué es la Potencia Aparente?

La potencia aparente de un circuito eléctrico, es la suma vectorial de la Potencia que disipa dicho circuito en forma de calor o trabajo (Potencia Activa) y la Potencia empleada para generar los campos eléctricos y magnéticos de sus componentes (Potencia Reactiva).
Triángulo de potencias con energía Activa, Reactiva y Aparente

La fórmula de la Potencia Aparente, según la representación gráfica de las potencias sería:

Fórmula de la Potencia Aparente en un sisitema monofásico

donde:

S = Potencia Aparente (VA)

V = Tensión en Voltios (V)

I = Intensidad en Amperios (A)

(*) Sistema monofásico

A igualdad de tensión, la intensidad del circuito aumenta a medida que aumenta la potencia aparente, y por lo tanto el consumo.

¿Qué es el Factor de Potencia?

aparato medición coseno de fi marcando la unidad. Energía reactiva nula

La relación entre la potencia aparente y la potencia activa se denomina Coseno de Fi ó Factor de Potencia.

Para entenderlo mejor, cuanto menor sea la componente de potencia reactiva, menor será el ángulo fi, y por consiguiente, la potencia aparente tenderá a igualarse con la potencia activa, es decir, que la potencia deberá producir trabajo útil, y eliminar al máximo posible la componente de energía reactiva,

  Fórmula Coseno de fi en función de la potencia activa y aparente
El valor más eficiente, por lo tanto, sería cos fi = 1, o lo que es lo mismo, que el factor de potencia sea la unidad. Para que eso ocurra, el ángulo fi ha de ser 0º

¿Cómo Corregir el Factor de Potencia?

Como hemos visto, la corrección del factor de potencia, consiste en reducir al máximo la componente de energía reactiva, y aproximar el ángulo fi a 0º, es decir, cos fi =1. Como se ha comentado, la potencia reactiva, es necesaria para crear campos magnéticos y eléctricos en los receptores que lo necesitan, absorbiendo y vertiendo a la red dicha energía. Si disponemos de algún elemento que absorba el flujo de potencia reactiva, eliminaremos parte de dicha componente, mejorando el factor de potencia. Para ello se utilizan las baterías de condensadores.

Batería de condensadores para reducir la energía reactiva

Lo que hace una batería de condensadores, es almacenar el flujo de energía reactiva, creando una componente “negativa” en el eje de abscisas del triángulo de potencias, y por lo tanto, reduciendo el valor de la componente reactiva y aproximando el factor de potencia a la unidad.

¿Qué Facturan las Compañías Eléctricas?

Como sabemos, las compañías eléctricas realizan la medición mediante contadores de energía activa y de energía reactiva.

  • La energía activa consumida por una instalación, se mide en kWh (kiloWatios-hora)
  • La energía reactiva necesaria en una instalación, se mide en kVArh (kiloVoltamper-reactivos-hora)

Por lo tanto, el kilowatio hora (kWh), es la unidad de energía en la que se factura el consumo doméstico e industrial, y equivaldría a la energía consumida por un receptor de 1 kW durante una hora.

El kVarh, sería la energía reactiva necesaria para crear un campo magnético o eléctrico de un receptor durante una hora.

Contador eléctrico de energía activa. Energía reactiva

Los recargos que aplican las compañías, según tarifas vigentes desde Enero de 2015, serían los siguientes:

Recargos por energía reactiva

Estos recargos, son aplicables a tarifas con potencia contratada superior a 15 kW. En las tarifas con potencias contratadas iguales o inferiores a 15 kW, sólo se aplicaría en el caso de que se midiese un consumo de energía reactiva  durante un período de facturación, superior al 50 % de la energía activa.

Como vemos, los recargos de energía reactiva son importantes, incrementándose la factura en un porcentaje importante.

¿Cuáles Serían las Ventajas de Compensar la Energía Reactiva?

Como resumen, enumeraremos las ventajas desde el punto de vista técnico y de ahorro energético que tiene compensar la energía reactiva de una instalación:

  1. Disminución o Eliminación de los recargos por consumo de Energía Reactiva
  2. Ahorro Energético y Económico Muy Importante
  3. Reducción de las caídas de tensión. Menor intensidad circulante. Menor consumo
  4. Posible reducción de secciones de cableado




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