Kompensacja mocy biernej - cena, zyski i zasada działania

Kompensacja mocy biernej - cena, zyski i zasada działania

PROBLEM: Twoje przedsiębiorstwo, biuro, zakład produkcyjny lub instytucja ponosi wysokie opłaty za moc bierną.

ROZWIĄZANIE: nowoczesny kompensator mocy biernej SVG, którego montaż poprzedzony jest fachową analizą.

Dodatkowo kompensacja mocy biernej może też obniżyć opłaty za energię czynną.

Jeśli nie ponosisz opłat za moc bierną, ale doświadczasz innych problemów - migotania światła biurowego, niepoprawnego działania innych urządzeń (transformatory się grzeją, styczniki losowo się wyłączają), to również może być to spowodowane problemami z mocą bierną. W takim wypadku zapewne zaczniesz ponosić koszty, gdy OSD zorientuje się, że coś jest nie tak lub gdy podpiszesz nową umowę kompleksową ze sprzedawcą prądu.

To wszystko, i jeszcze więcej, omówimy w tym artykule.

Krótko o mocy biernej

W układach prądu przemiennego wyróżnia się moc czynną P (zamienianą na pracę, wyrażana w watach) i moc bierną Q, która nie jest zamieniana na pracę i która w obwodach prądu przemiennego po prostu płynie.

Nie znaczy to, że nie jest potrzebna.

Moc bierna jest niezbędna do właściwego działania silników, transformatorów, kondensatorów i wielu innych urządzeń. Dlatego Operatorzy Sieci Dystrybucji dbają o to, żeby odpowiednia jej ilość krążyła wraz z mocą czynną. Urządzenia pobierają moc bierną podobnie, jak pobierają z sieci moc czynną. Rzecz ważna, że za moc bierną nie są pobierane opłaty, jeśli ta jest poprawnie skompensowana.

Jak nazwać sumę mocy czynnej i biernej, która płynie w przewodach? To moc pozorna. Przy czym nie jest to suma arytmetyczna (na zasadzie 2+2=4), a suma geometryczna. Co to oznacza? Najlepiej przedstawić to geometrycznie:

Otrzymany trójkąt prostokątny pozwala na wykorzystanie na podanych wielkościach działań trygonometrycznych.

Ostatnia ważna informacja - Moc bierna ma dwa „kierunki”, istnieje moc bierna indukcyjna i pojemnościowa. Urządzenia zawierające cewki (np. silniki) są urządzeniami potrzebującymi indukcyjnej mocy biernej. Z kolei urządzenia z kondensatorami, na przykład świetlówki, potrzebują mocy pojemnościowej.

Co istotne, moc bierna indukcyjna i pojemnościowa się wzajemnie redukują. Remedium na nadmierny pobór mocy indukcyjnej jest zapotrzebowanie mocy pojemnościowej. Na tym właśnie polega kompensacja mocy biernej. Więcej o tym za chwilę.

Opłaty za moc bierną

Umowa o sprzedaż prądu lub warunki przyłączeniowe określają maksymalny dopuszczalny stosunek pobieranej z sieci mocy biernej indukcyjnej do czynnej, zwany też tangensem fi, czyli tg(φ). Najczęściej wynosi on 0,4. Za pobieranie mocy indukcyjnej, gdzie tangens φ wynosi od 0 do 0,4 nie są pobierane opłaty.

Opłatom podlega:

• pobieranie zbyt wiele mocy biernej indukcyjnej (gdy tangens φ wynosi więcej niż 0,4)
• pobieranie mocy biernej pojemnościowej
• wprowadzanie do sieci mocy biernej, bez względu na charakter

Czego graficzne przedstawienie wygląda następująco:

Wedle taryf zatwierdzonych na rok 2024^[1] opłaty za moc bierną oblicza się następująco:

Opłata za ponadumowną moc bierną = średnia cena sprzedaży energii el.× współczynnik k [zł/MWh]

gdzie:

Średnia cena sprzedaży energii elektrycznej podawana przez Urząd Regulacji Energetyki^[2]. W trzecim kwartale 2023 wyniosła 736,39 zł/MWh.

Współczynnik k wynosi:

• dla odbiorców Wysokiego Napięcia 0,5
• dla odbiorców Średniego Napięcia 1
• dla odbiorców Niskiego Napięcia 3

Zatem w tym czasie odbiorcy niskiego napięcia zapłacili 736 x 3 = 2 208 zł za każdą MWh ponadumownie pobranej mocy biernej. To niemałe pieniądze!

Kompensator mocy biernej obniża opłaty za moc bierną

Kompensator mocy biernej wytwarza zapotrzebowanie na moc bierną o przeciwnym zwrocie tak, by należycie skompensować moc bierną.

Ale kompensator kompensatorowi nierówny, a najważniejszą różnicą jest płynność działania, wyrażona w częstości łączeń, liczbie cykli łączeniowych i charakterze kompensacji.

Dlatego my zdecydowanie polecamy nowoczesne kompensatory mocy SVG. Poniższa tabelka ukazuje różnicę w jakości działania tych jednostek z tańszymi urządzeniami:

Kompensator SVG płynnie kompensuje moc bierną, redukując wystąpienia niedokompensowania lub przekompensowania mocy biernej. Dlaczego jest to tak ważne? Otóż wypadki przekompensowania lub niedokompensowania mocy biernej często przybierają formę stromych peaków lub szpil, które nagle się pojawiają i wymagają równie szybkiej reakcji. Poniższa grafika ukazuje przykładową częstość występowania takich peaków oraz poprawę działania po włączeniu kompensatora mocy biernej SVG:

Zmiany wartości współczynnika mocy cosφ w czasie; zaznaczono moment załączenie kompensatora SVG, rys. A. Książkiewicz

Ponadto kompensatory mocy SVG spełniają uzupełniającą rolę w filtrowaniu wyższych harmonicznych, co m.in. wydłuża żywotność urządzeń elektronicznych i elektroenergetycznych.

Małe firmy niekoniecznie ponoszą opłaty - nawet gdy powinny

Mówiąc prosto za moc bierną płacisz, kiedy Twój sprzedawca prądu zorientuje się, że może Ci za nią nałożyć opłaty. Rozliczeniem z automatu objęci są odbiorcy Średniego i Wysokiego Napięcia. Przedsiębiorstwa podłączone do sieci Niskiego Napięcia (1000 V) mogą być objęci rozliczeniem, gdy OSD lub sprzedawca uznają, że mają po temu powody.

Może się więc zdarzyć, że Twoje przedsiębiorstwo powinno płacić za moc bierną, ale jeszcze tego nie robi. W takim wypadku mogą zainteresować Cię pozostałe problemy, które mogą być powodowane przez brak kompensacji mocy biernej.

Aktywny filtr harmoniczny Circutor AFQm-4WF-030M-400 / 30 A / 4-żyłowe / 230...400 V / montaż ścienny

48 530,53 zł brutto39 455,72 zł netto

zobacz szczegóły

Aktywny filtr harmoniczny Circutor AFQm-4WF-075M-400 / 75 A / 4-żyłowe / 230...400 V / montaż ścienny

60 234,69 zł brutto48 971,31 zł netto

zobacz szczegóły

Aktywny filtr harmoniczny Circutor AFQm-4WF-100M-400 / 100 A / 4-żyłowe / 230...400 V / montaż ścienny

64 619,47 zł brutto52 536,16 zł netto

zobacz szczegóły

Aktywny filtr harmoniczny Circutor AFQm-4WF-100R-400 / 100 A / 4-żyłowe / 230...400 V / moduł rack

60 333,47 zł brutto49 051,60 zł netto

zobacz szczegóły

Kompensator mocy biernej rozwiązuje też inne problemy

Nieskompensowana moc bierna może być przyczyną wielu „dolegliwości” trapiących układ elektryczny Twojego przedsiębiorstwa.

Migotanie światła - szybkie zmiany zapotrzebowania na moc bierną mogą powodować uciążliwe migotanie światła. Nie trzeba dodawać, że praca w biurze, gdzie co jakiś czas wszystkie światła migotają, jest uciążliwa.

Grzanie się transformatorów i przewodów - pobór mocy biernej wiąże się ze stratami przesyłowymi, co może powodować przegrzewanie się transformatorów, a nawet przewodów.

Jak kompensator mocy biernej obniża pobór mocy czynnej?

Kompensator mocy biernej może obniżać pobór mocy czynnej w sytuacjach nierównego obciążenia faz. Problem występuje właściwie wszędzie tam, gdzie trójfazowe zasilanie firmy połączone jest z jednofazowymi urządzeniami. Czyli właściwie w większości budynków komunalnych, wielu biurach, hotelach, sklepach itp.

Asymetria obciążenia powoduje asymetrię napięcia, co z kolei powoduje, że przez przewód neutralny „wycieka” prąd asymetrii. Jaki sens ma sytuacja, w której firma pobiera prąd z sieci, a jednocześnie część tego prądu wraca do sieci przewodem neutralnym? No właśnie nie ma żadnego sensu. Dla właściciela firmy to nic innego, jak straty.

Kompensator mocy biernej SVG wyposażony jest w funkcję symetryzacji obciążenia. Pobiera on część uciekającego prądu asymetrii i równomiernie rozdziela na poszczególne fazy, obniżając pobór mocy czynnej z sieci, stabilizując fazy i poprawiając jakość prądu.

Podsumowując, kompensator mocy biernej niweluje rachunek za moc bierną, obniża opłaty za moc czynną i poprawia jakość sieci, poprawiając pracę urządzeń elektroenergetycznych w Twojej firmie. Szczególnie dużych oszczędności możesz spodziewać się, jeśli Twoje przedsiębiorstwo ma instalację fotowoltaiczną, dużą asymetrię obciążenia oraz częste zmiany obciążenia. Zachęcamy do kontaktu.

Przypisy i źródła

1. Taryfy PGE Dystrybucja na rok 2024
2. Prawo energetyczne art. 23 ust. 2 pkt 18 lit b)