¿Porqué compensar la reactiva? Reducción de costes

INTRODUCCIÓN

La compensación de energía reactiva se lleva aplicando años en las instalaciones consumidoras de energía, por que aporta beneficios económicos directos amortizables a muy corto plazo. Estos beneficios son de dos tipos:

1- Directos: Producidos por la eliminación de la penalización por consumo de energía reactiva en la factura eléctrica.

2- Indirectos: Producidos por un mejor funcionamiento y optimización de las instalaciones.

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BENEFICIOS DIRECTOS

Son los más fáciles de calcular y estimar. Las penalizaciones por kWhr consumido son, según el BOE de 31 de Diciembre de 2009, para España:

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Como se puede apreciar en la tabla, la tendencia es, claramente al alza y, la penalización por la energía reactiva es cada vez mayor con crecimientos muy altos. Es lógico; un sistema con menor reactiva es un sistema más optimizado, como verán cuando se expliquen los beneficios indirectos.

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Las penalizaciones tienen como objetivo dar un argumento claro para que los consumidores potencien este aspecto la calidad de red y la eficiencia energética ya que son ellos los causantes de que haya mucha diferencia entre la potencia activa y la aparente. Como verá, tener un sistema compensado es bueno para su instalación y la para la de la empresa distribuidora.

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BENEFICIOS INDIRECTOS

Si se disminuye la energía reactiva solicitada por una instalación a la red de distribución aparecen varios beneficios:

  • Disminución de la Potencia Aparente (S). Si se reduce la reactiva (Q) y se mantiene la activa (P) debe reducir la aparente.
  • Disminución de la corriente solicitada por la instalación. Si la tensión en la instalación es constante (veremos que no del todo) y la potencia aparente disminuye, lo ha de hacer la corriente ya que S = V.I
  • Al disminuir la corriente disminuirá la carga a la que están sometidos los transformadores de cabecera de las instalaciones. En caso de haber.
  • Como disminuye la carga de los transformadores se podrán introducir nuevas cargas aumentando la Potencia útil de la instalación.
  • Si disminuye la corriente disminuirán las pérdidas en calor por el Efecto Joule. Teniendo en cuenta que las pérdidas dependen del cuadrado de la corriente por lo que una reducción de la misma tendrá un efecto muy beneficioso en cuanto a las pérdidas.
  • Al haber menor corriente la caída de tensión será menor pues depende directamente de ésta.

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EJEMPLO TEÓRICO

En teoría, la teoría y la práctica deberían ser iguales, pero en la práctica esto no es así.

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Sacado directamente de un antiguo catálogo de Circutor se plantea el siguiente ejemplo teórico para una instalación compuesta por:

  • Un transformador MT/BT de 800 kVA.
  • Una carga en el cuadro general de Baja Tensión de 630 kW con un cosφ de 0,6.
  • Una línea de interconexión de 100 metros de cable de cobre de 4 x (3 x 240) mm2 que tiene una resistencia de 0,075 Ω/km

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Se conecta en la instalación una batería de 360 kVAr a 400V (Recuerda que no es lo mismo a 400V que a 440V según se explicó aquí), que una vez conectada, garantiza un cosφ de 0,98. Si no recuerda cómo se calcula una batería de condensadores, eche un ojo a este artículo.

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Antes de hacer ningún cálculo, conviene conocer las dos fórmulas matemáticas que se utilizarán:

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  • Caída de tensión de una línea trifásica: \Delta U_{c}=\frac{Z_{c}.P}{U.cos \varphi}
  • Pérdidas por efecto Joule en una línea trifásica: \Delta P=\frac{l}{\gamma .S}(\frac{P}{U.cos \varphi})^2

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Sin Batería

cosφ 0,6

Con Batería

cosφ 0,98

Disminución (%)
Caída de tensión 5 % 3 % 60 %
Pérdidas Efecto Joule 17 kW 6,4 kW 62 %
Potencia suministrada

por el transformador

1.050 kVA 642 kVA 38 %

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CONCLUSIONES

Independientemente de los ahorros directos por evitar las penalizaciones, como se puede ver se puede optimizar mucho la instalación y aprovecharla al máxima eliminando la energía reactiva.

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Imagine que su instalación en una cesta en la que caben setas, que son los amperios. Si eliminamos los terrones de tierra que traen las setas al sacarlas del suelo, cabrán más setas en la cesta. Está claro, que en este símil la tierra es la reactiva.

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Es por esto que a las distribuidoras les interesa eliminar la reactiva y, esto sólo se puede conseguir involucrando a los consumidores y, para ello el gobierno impone las penalizaciones.

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ÍNDICE – ENERGÍA REACTIVA

1- Qué es el coseno de phi y cómo se compensa

2- Diferencias entre el coseno de phi y el factor de potencia

3-  Baterías de Condensadores: Características más importantes

4- ¿Por qué se conectan en triángulo y no en estrella?

5- ¿Por qué compensar la reactiva? Reducción de costes

6- ¿Dónde compensar?

7- Compensación fija y automática

8- ¿Cómo conectar?

9- ¿Cuando usar batería con filtros de armónicos?

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Imágenes: [1][2Creative Commons License credit: Valles | [3] © credit: Circutor

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