La compensación de energía reactiva para reducir la factura eléctrica

Energía reactiva: qué es, efectos en la factura y cómo eliminarla:

La Reactiva (Q) (kVArh),  es la energía necesaria para crear y mantener los campos magnéticos necesarios y eléctricos para el funcionamiento de distintos aparatos eléctricos como los motores, los transformadores o las lámparas de descarga,  los motores de refrigeradores y congeladores que tienen bobinas y condensadores, fluorescentes y transformadores, entre otros. A diferencia de la Energía Activa (P) (kWh), no se transforma en trabajo, pero sí se disipa en forma de calor.

Esta energía es molesta para la distribución, ya que aumenta las pérdidas en las redes eléctricas. Por esta razón, se crearon recargos por el exceso de energía reactiva vertida en la red.

Además de repercutir en tu factura, la energía reactiva también provoca que baje la potencia en tu instalación, lo que te obliga a tener una mayor potencia contratada.

Dependiendo de los dispositivos presentes en la instalación, la energía reactiva que puede aparecer puede ser energía reactiva inductiva o energía reactiva capacitiva. Estas se compensan entre sí, por lo que al final solo puede haber energía de uno de los dos tipos.

La energía reactiva se mide en kVArh (kilovoltiosamperios por hora reactiva).

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Energía reactiva inductiva:

La energía reactiva inductiva aparece en las instalaciones eléctricas, básicamente cuando tenemos dispositivos que funcionan con bobinas. Por ejemplo, cualquier electrodoméstico que funcione con un transformador, motores (frigoríficos y congeladores), compresores (aire acondicionado), hornos microondas, tubos fluorescentes.

¿Por qué compensar la energía reactiva?:

Por reducción de la factura de electricidad: tras compensar la energía reactiva, se reducirá o se eliminará la penalización por consumo de energía, con el consecuente ahorro en la factura de electricidad.

Por optimización técnica de la instalación: la compensación de reactiva evita el sobredimensionamiento de muchos componentes de la instalación:

• Reducción de la sección de los cables, debido a la reducción de las pérdidas por sobrecalentamientos.
• Reducción de las caídas de tensión en toda la instalación.
• Mayor potencia disponible en el transformador. La Potencia Aparente de la instalación se acerca a su potencia nominal en kW, por lo que el transformador de potencia puede entregar más kW

Tras compensar la energía reactiva, se reducirá o se eliminará la penalización por consumo de energía, con el consecuente ahorro en la factura de electricidad

Factor de Potencia y Energía Aparente (S):

Energía Aparente es la suma vectorial de la Energía Activa y la Energía Reactiva. Si consideramos a la Energía Activa y a la Energía Reactiva como los catetos de un triángulo rectángulo y a la Energía Aparente como su hipotenusa, podemos observar que cuanto menor sea la Energía Reactiva, más iguales serán las Energías Aparente y Activa.

Vemos que el ángulo formado por P y S, se designa por Φ (fi). Es el ángulo cuyo coseno nos da el mayor o menor valor (y consumo) de Q en nuestra instalación. Dado que el valor de un coseno sólo puede variar entre 0 y 1, cuanto mayor sea el valor de ese coseno, menor será la Energía Reactiva presente en nuestra instalación. Por ello, en la compensación de energía reactiva siempre se buscará el valor más próximo de cosΦ a 1.

Como complemento podremos decir que la energía aparente (S) señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida y transformada en trabajo (kW), sino que también ha de contarse con la que van a «almacenar» los elementos con consumo de reactiva (kVAr).  Es por ello que los transformadores siempre se designan por la Potencia Aparente que pueden entregar (kVA).

Penalizaciones por energía reactiva inductiva:

Se aplican penalizaciones por energía reactiva inductiva generada únicamente en contratos con potencia contratada superior a 15 kW en baja tensión (tarifa 3.0TD) y en todos los contratos con alta tensión, tarifas 6.1TD, 6.2TD, 6.3TD y 6.4TD.

Si la energía reactiva inductiva que aparece en nuestra instalación es inferior al 33% de la energía activa utilizada, no habrá penalización. Hasta el 33% nunca se paga. Se paga cada kVArh extra, si superamos este 33%.

El período P6, que corresponde al horario de 0 a 8 de la mañana en días laborables, más todos los fines de semana y festivos del estado, está exento de este tipo de penalización.

Coste económico de la energía reactiva inductiva:

Si la energía reactiva inductiva que aparece en la instalación es superior al 33% de la energía activa utilizada, pagarás 0,041554 euros por cada kVArh de más.

Si la energía reactiva inductiva que aparece en la instalación es superior al 75% de la energía activa utilizada, pagarás 0,062332 euros por cada kVArh de más.

Posibilidad de interrupción del suministro:

La normativa marca que si en tres meses la energía reactiva inductiva supera en 1,5 veces el uso de energía activa, es obligatorio que la persona titular del punto de suministro haga las acciones necesarias para eliminarla. Si la incidencia persiste, la empresa distribuidora podría llegar a suspender el suministro.

Cómo se elimina la energía reactiva inductiva:

La opción más común es compensar la energía reactiva inductiva instalando una batería de condensadores.

En estos casos, recomendamos contactar para minimizar la energía reactiva. Es importante tener claro cuándo recuperaremos la inversión. Por lo general, el periodo de devolución es bajo, por lo que vale la pena estudiar el caso.

Compensación en Baja Tensión: tipos de equipos:

Se puede realizar de dos formas:

1) Condensadores Fijos:

Equipos con un valor fijo de kVAr, se utilizan uno o varios para obtener la reactiva necesaria para compensar. Son ideales para la compensación individual de motores de gran potencia, de los transformadores o de una propia instalación en caso de que el consumo de reactiva sea muy constante.

2) Baterías de Condensadores Automáticos:

Equipos que proporcionan el valor necesario de kVAr para mantener el cosΦ de la instalación cercano a un valor objetivo definido. Se adaptan a las variaciones de consumo de reactiva de una instalación. Se componen de tres elementos principales:

• Regulador: mide el cosΦ de la instalación y da la orden necesaria para variar los kVAr entregados a la instalación y alcanza el cosΦobjetivo.
• Contactores: elementos que maniobran los condensadores que componen la batería para aportar los kVAr necesarios.
• Condensadores: elementos que proporcionan la energía reactiva necesaria a la instalación. Se suelen emplear en partes de la instalación en las que las variaciones de energía reactiva son acusadas, como en los embarrados de los CGBT o en cuadros secundarios importantes.

Compensación en Baja Tensión: métodos

Principalmente podemos hablar de 3 métodos:

1) Compensación General: la compensación se realiza en el embarrado del CGBT:

• Se suprimen las penalizaciones por exceso de consumo de reactiva.
• La potencia aparente kVA de la instalación se ajusta a su consumo real en kW, por lo que se descarga al transformador, más kW disponibles.
• La corriente reactiva está presente en todo el circuito, por lo que las pérdidas por efecto joule no disminuyen, con lo que no se puede reducir la sección de los cables ni los calibres de la aparamenta.

2) Compensación por Cuadros Secundarios (Sectores): la compensación se realiza en los embarrados de los cuadros secundarios que presenten consumo de reactiva. Aparte de las ventajas citadas en el método anterior, podemos añadir las siguientes:

• La corriente reactiva ya no circula por toda la instalación, por lo que se reducen las pérdidas por efecto joule aguas arriba del cuadro compensado. Así como las secciones necesarias de los cables.
• No obstante, aguas debajo de este cuadro tendremos los mismos problemas que para la compensación general.

3) Compensación Individual: generalmente se usa este método para motores de inducción de gran potencia, para los propios transformadores de potencia o para cualquier receptor con consumo de reactiva, cuya potencia sea significativa con respecto a la potencia nominal de la instalación. Sus mayores ventajas, además de las citadas son:

• Ya no circula corriente reactiva por la instalación, ya que ésta se abastece en el mismo lugar que se consume.
• Se reducen las pérdidas por efecto Joule en toda la instalación, se reduce la sección necesaria de los cables y los calibres la aparamenta.

La energía reactiva y los armónicos:

La presencia de armónicos en una instalación no es el mejor escenario posible para una batería de condensadores o para un equipo fijo. ¿Por qué?.  Si la frecuencia de resonancia del conjunto batería/inductancia de la red coindice o es próximo a algún armónico  presente en la instalación, provocará resonancia entre ambos con el consecuente calentamiento o incluso destrucción de la batería de condensadores. Por ello, hay que ser especialmente cuidadoso con la posibilidad de que se combinen estos dos ingredientes en nuestra receta para una instalación feliz y eficiente.

Hay que ser especialmente cuidadoso con la posibilidad de que se combinen estos dos ingredientes (batería de condensadores y armónicos) en nuestra receta para una instalación feliz y eficiente

Es necesario destacar que un buen estudio técnico y económico de la instalación, de sus cargas y componentes, de su consumo de reactiva, de la presencia de armónicos, así como de las posibles soluciones a éstos dos últimos factores serán cruciales para ahorrar en costes y tener una instalación mucho más optimizada y eficiente.

Como calcular una batería de condensadores para compensar la energía reactiva de una instalación eléctrica:

Cálculo de una batería de condensadores para compensar la energía reactiva

Como escoger la batería de condensadores para compensar la energía reactiva de una instalación eléctrica:

Como escoger la batería de condensadores para compensar la energía reactiva

Energía reactiva capacitiva:

Aunque no es tan común, la energía reactiva capacitiva aparece en las instalaciones eléctricas de manera similar a la energía reactiva inductiva, pero de signo opuesto debido a cargas con condensadores o equipos electrónicos, SAIs, baterías de condensadores, iluminación tipo led, ordenadores o cables enterrados entre otras.

Penalizaciones por energía reactiva capacitiva: