Jak dobrać kompensator mocy biernej?
Sporą część opłat za energię elektryczną może stanowić rozliczenie energii biernej. Można ograniczyć kary naliczane za jej przesył poprzez instalację kompensatora mocy biernej. Co daje takie urządzenie, komu opłaca się montaż i co może się w nim zepsuć? W poradniku wyjaśniamy, jak dobrać kompensator mocy biernej.
Spis treści:
- Do czego służy kompensator mocy biernej?
- Dla kogo jest kompensacja mocy biernej?
- Na co zwrócić uwagę przy wyborze kompensatora?
- Jak zredukować moc bierną?
- Jakie są najczęstsze przyczyny awarii kompensatorów mocy biernej?
- Jak dobrać kompensator mocy biernej?
- Zakup i instalacja kompensatora
Do czego służy kompensator mocy biernej?
Kompensator mocy biernej służy do redukcji lub wyrównywania tego rodzaju energii (biernej) w obrębie odbiorników. Dzięki niemu maszyny nie muszą transportować mocy biernej pomiędzy siecią a odbiornikiem. To zmniejsza naliczanie kar umownych w postaci dodatkowych opłat, co przekłada się na znacznie niższe rachunki za prąd. Dla lepszego zobrazowania omówimy pokrótce rodzaje moce wytwarzane przez urządzenia i maszyny zasilane prądem elektrycznym:
- moc czynna - przetwarzana jest na pracę użyteczną, czyli energię cieplną, światło lub energię mechaniczną;
- moc bierna - nie jest zamieniana na pracę użyteczną, jednak do poprawnego działania maszyn jest niezbędna. Moc bierna krąży pomiędzy odbiorcą i elektrownią, a przepływ generuje koszty związane z przesyłem prądu. Montaż kompensatora sprawia, że energia bierna przepływa jedynie w ramach odcinka lokalnego sieci.
Kompensator mocy biernej w sposób cykliczny bada wartość i charakter mocy biernej. Na podstawie zebranych pomiarów, generuje sygnał przeciwny do powstałych napięć. Sygnał jest aktualizowany kilkukrotnie w ciągu sekundy, dzięki czemu jest bardzo precyzyjnie dopasowany do wartości mocy, jaką musi skompensować. To zapobiega wymianie mocy biernej pomiędzy instalacją klienta a siecią operatora.
Rodzaje kompensatorów
Wyróżnia się dwa rodzaje kompensatorów mocy biernej:
- statyczne;
- dynamiczne.
Kompensatory statyczne mają prostą budowę, składającą się z kondensatorów i cewek. Są skuteczne i niezawodne, dlatego stosuje się je głównie w sieciach o dużym poborze prądu, czyli przemysłowych lub komercyjnych.
Kompensatory dynamiczne do dostarczania mocy biernej wykorzystują generatory synchroniczne. Te urządzenia są bardzo elastyczne i bardzo szybko reagują na zmiany zachodzące wewnątrz sieci.
Dla kogo jest kompensacja mocy biernej?
Kompensacja mocy biernej to rozwiązanie głównie dla przedsiębiorstw, którym naliczana jest kara umowna za przesył. Sprawdza się głównie wśród podmiotów ponoszących znaczne opłaty z tytułu rozliczenia tej energii. Szacuje się, że przy kosztach miesięcznych w granicach 300 złotych warto już zastanowić się nad aparaturą do kompensacji mocy biernej. Szczególnie duże straty powstają w wyniku działania maszyn przemysłowych, kompresorów, a także falowników niezbędnych przy sieciach fotowoltaicznych. Wobec tego na montaż urządzenia warto zdecydować się nie tylko w obiektach przemysłowych, ale także biurowych lub o charakterze komercyjnym i handlowym.
Jak sprawdzić moc bierną?
Moc bierną w budynku lub przedsiębiorstwie można najłatwiej sprawdzić, analizując rachunki za energię elektryczną. Opłaty z tego tytułu w obiektach przemysłowych i biurowych mogą stanowić nawet do 30% wartości faktury. Samo zjawisko mocy biernej pojemnościowej lub indukcyjnej można zauważyć, obserwując dobrej jakości liczniki energii elektrycznej. Sporo informacji na ten temat przyniesie też profesjonalnych pomiar dla pojedynczego urządzenia lub całej instalacji.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze kompensatora?
Najważniejszym parametrem przy wyborze kompensatora mocy biernej jest pojemność baterii kondensatorów. Ten parametr określa sprawność urządzenia do redukcji energii biernej w sieciach o określonym zapotrzebowaniu. Każdy nowy kompensator musi być precyzyjnie dobrany do konkretnej sieci, z uwzględnieniem jej rozbudowy w przyszłości.
Jak zredukować moc bierną?
Redukcję mocy biernej zapewni tylko odpowiednio dobrane urządzenie. Jeśli problemem jest za duży pobór energii biernej z sieci, konieczne będzie przyłączenie baterii kompensatorów. Jeśli jednak problem stanowi przesyłanie mocy biernej do sieci operatora, czyli moc pojemnościowa, należy zastosować dławiki indukcyjne Większość profesjonalnych kompensatorów mocy biernej jest jednak tak skonstruowana, że pozwala na ograniczenie przepływu mocy w obu kierunkach.
Jakie są najczęstsze przyczyny awarii kompensatorów mocy biernej?
Wiele przyczyn awarii kompensatorów mocy biernej wynika z nieprawidłowego montażu lub ustawienia urządzenia. Korzystając z pomocy profesjonalnych sprzedawców i monterów, można ich uniknąć. Większość usterek da się usunąć bez konieczności wymiany całego kompensatora.
Zużycie się niektórych elementów
Praca kompensatora prowadzi do zużycia mocno eksploatowanych elementów urządzenia. Najczęściej dotyczy to baterii, co prowadzi do zmniejszenia jej pojemności i gorszej jakości pracy. Dodatkowo zużyciu ulegają styczniki, dławiki i kondensatory. Większość z tych elementów można wymienić i w ten sposób przywrócić sprawność urządzenia.
Awaria wentylacji szafy
Wentylator montowany w szafie kompensatora zapobiega przegrzewaniu się układu i uszkodzeniu wrażliwych elementów. Warto sprawdzać jego sprawność przy każdej kontroli instalacji. Uszkodzony wentylator można wymienić na nowy bez konieczności inwestowania w nowy kompensator.
Praca baterii w środowisku silnie zniekształconego napięcia zasilającego
W obiektach otrzymujących prąd silnie zniekształcony, w których wartość współczynnika zawartości harmonicznych (THD) przekracza 3%, można zauważyć szybsze zużycie baterii. W takich przypadkach trzeba nastawić się na krótszy okres pomiędzy wymianami akumulatorów.
Zbyt wysoko ustawiona wartość cos φ
Współczynnik mocy (cos φ) to parametr określający wykorzystanie energii elektrycznej względem energii dostarczonej, czyli informuje o pojawieniu się mocy biernej. Nieprawidłowe obliczenie cos φ może prowadzić do nadmiernego przegrzewania się przewodów i awarii systemu.
Jak dobrać kompensator mocy biernej?
Kompensator mocy biernej dobiera się do sieci z uwzględnieniem urządzeń pobierających z niej prąd. Dokonuje się przy tym analizy zużycia prądu i rachunków, a także precyzyjnych pomiarów. Poznanie podstawowych zasad doboru pozwoli samemu oszacować parametry urządzenia oraz jego koszt. Ostateczny dobór właściwego kompensatora warto jednak powierzyć profesjonalnym firmom lub doświadczonym sprzedawcom.
Analiza opłacalności zastosowania kompensacji mocy biernej
Pierwszym krokiem jest analiza sieci w firmie lub w budynku pod kątem zapotrzebowania na moc bierną. Na początek należy przyjrzeć się fakturom za energię elektryczną. Przy kompensacji należy zwrócić uwagę na opłaty za liczniki poboru mocy biernej. Jeśli suma z mocy biernej indukcyjnej i pojemnościowej jest wyższa od 400 złotych miesięcznie, warto zdecydować się na montaż kompensatora.
Druga część analizy to określenie charakterystyki urządzeń, jakie są podłączone do sieci. Bierze się pod uwagę przede wszystkim straty mocy biernej dla wszystkich maszyn. Konieczne będzie również określenie czasu pracy maszyn w skali tygodnia. Specjaliści zawsze pytają o istniejące lub planowane sieci fotowoltaiczne oraz ich moc.
Przeprowadzenie pomiarów
Pomiar mocy biernej dla układu jest kolejnym istotnym krokiem na drodze do wyboru odpowiedniego kompensatora. Zastosowanie profesjonalnych urządzeń pomiarowych i przeprowadzenie badania przez specjalistyczne firmy może potwierdzić wyniki z obliczeń dokonanych na podstawie analizy teoretycznej odbiorników.
Jaki miernik do mocy biernej?
Do pomiaru mocy biernej wykorzystuje się waromierze, czyli mierniki o budowie zbliżonej do watomierza. Te urządzenia wykazują wartość przesunięcia pomiędzy prądem i napięciem, co jest istotą zjawiska mocy biernej. Waromierze wskazują zarówno wartości dodatnie (moc o charakterze indukcyjnym), jak i ujemne (moc bierna pojemnościowa).
Zakup i instalacja kompensatora
Na podstawie dokonanych obliczeń i pomiarów należy dobrać kompensator o odpowiednich parametrach. Dodatkowo specjaliści biorą pod uwagę dobór dodatkowych akcesoriów, takich jak dławiki, przekładniki lub regulator współczynnika mocy biernej
Kompensatory montuje się najczęściej w głównych rozdzielniach budynku lub w ich pobliżu. Z reguły mają formę niewielkiej skrzynki mocowanej bezpośrednio do ściany. Kompensator podłącza się równolegle do sieci, a w celu konfiguracji i wprowadzenia ustawień trzeba połączyć się z siecią WiFi. Montaż można uznać za zakończony dopiero po sprawdzeniu prawidłowego działania urządzenia. Często konieczne jest wprowadzenie korekty do ustawień po upływie pełnego okresu rozliczeniowego.
Moc bierna jest niezbędna do pracy wielu urządzeń, jednak jej przepływ generuje spore straty i wysokie koszty. Szczególnie mocno odczuwają to przedsiębiorcy korzystający z mocnych maszyn. Odpowiednio dobrany kompensator mocy biernej może znacznie ograniczyć wydatki i zwrócić się już w ciągu kilkunastu miesięcy.
