Claves para el ahorro energético con baterías de condensadores

Descubre como realizar un ahorro energético importante instalando baterías de condensadores.

En este artículo voy a tratar de explicar el porqué de poner baterías de condensadores  para compensar las instalaciones eléctricas, es decir instalaciones con energía reactiva , la cual a partir de cierto baremo nuestra compañía suministradora nos penaliza en la factura .Pero también de los inconvenientes en ciertas instalaciones que muchas veces se desconocen al colocar baterías de condensadores.

Pero antes de ello pasemos por describir los siguientes conceptos, que son a que llamamos energía activa y energía reactiva:

                1º Energía activa.

Las maquinas eléctricas alimentadas por corriente alterna convierten la energía eléctrica suministrada en trabajo mecánico y calor. Esta energía es la que se mide en KWh y se denomina energía activa.

Todos los receptores que absorben únicamente este tipo de energía se denominan resistivos.

                2ºEnergia Reactiva.

Hay otro tipo de receptores, que no son resistivos, necesitan campos magnéticos para su funcionamiento (transformadores, motores…) y consumen otro tipo de energía que se llama reactiva. Estas cargas se llaman inductivas y lo que hacen es absorber la energía de la red durante la creación de estos campos magnéticos que necesitan para su funcionamiento y la entregan durante la destrucción del mismo. Esto provoca pérdidas en los conductores, caídas de tensión en los mismos y un consumo de energía suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores.

Para poner un ejemplo de lo dicho anteriormente y comprendáis mejor esto (las personas que no estais metidas en el mundo eléctrico), voy a poner un símil que vi en una presentación pero que marca muy bien la idea .Imaginaros una jarra de cerveza llena, evidentemente, de cerveza con un chorro de espuma .Pues bien la energía activa (la energía útil) sería la parte de la jarra llena de cerveza, mientras que la energía reactiva (no aprovechable) sería la espuma de la jarra.

Si eliminamos de nuestra instalación le energía desaprovechada tendríamos toda la capacidad de la jarra para potencia útil.

La conexión de cargas inductivas en una instalación lo que hace es que se produzca un desfase entre la onda de la intensidad y la tensión, el ángulo mide este desfase e indica la relación entre intensidad reactiva e intensidad activa de la misma, por lo tanto el cos? indica la relación entre potencia activa y la potencia aparente de la instalación (es decir los KVA que se pueden consumir como máximo en una instalación).

Asi pues , la potencia útil de una instalación aumenta conforme se mejora el cos?

Las compañías eléctricas penalizan el consumo de energía reactiva con objeto de incentivar su corrección teniendo el recargo máximo si el cos? = 0.5 o inferior; no existe recargo para un cos? = 0.95 o incluso bonificación  con cos? = 1.

Esta corrección de la reactiva se consigue instalando batería de condensadores.

Las ventajas de colocar una batería de condensadores en la instalación además del ahorro económico que nos va a proporcionar en la factura eléctrica, es que nos va a permitir tener una instalación más óptima. Por ejemplo los transformadores no irán sobrecargados si no más holgados en potencia, habrá una reducción por perdidas en los cables de la instalación e incluso el interruptor general podríamos ponerle de un calibre menor con el coste económico que ello supone.

Pero también tienen algún inconveniente. Veamos cual son.

La mayoría de las instalaciones eléctricas hoy en nuestros días alimentan a lo que llamamos cargas  no lineales, es decir receptores alimentados por electrónica de potencia como pueden ser variadores de velocidad, rectificadores , convertidores etc…  otras cargas como reactancias saturables, equipos de soldadura, hornos de arco……inyectan armónicos a la instalación.

Se denomina armónicos a las ondas de tensión o intensidad cuya frecuencia es varias veces mayor a la frecuencia  fundamental de la red (50Hz). Pues bien estos armónicos son dañinos para la instalación pudiendo producir disparos intempestivos de las protecciones sobrecalentamientos de conductores,  sobre intensidades en la instalación……

El colocar una batería de condensadores en una instalación con armónicos lo que hace es amplificar los mismos. (La batería no genera armónicos, sin embargo puede amplificar los armónicos existentes agravando el problema).

Por otro lado la batería de condensadores es un elemento más sensible a los armónicos ya que presenta una baja impedancia a frecuencias elevadas y absorbe todas las intensidades armónicas reduciendo la vida útil de los condensadores.

No obstante, no preocuparse…pues también hay soluciones a esta problemática. O bien utilizamos filtros activos o pasivos para eliminar los armónicos más dañinos, (lo cual por lo general suele ser  caro) o convivimos con los mismos. En este último punto  entonces hay que elegir  una batería de condensadores con los botes sobredimensionados en tensión o baterías que llevan incorporados unos filtros o inductancias sintonizados (suelen ser de 215 hz , depende de fabricantes).

Resumiendo:

Es conveniente para optimizar y ahorrar en la instalación la utilización de baterías de condensadores, pero también hay que hacer un estudio o medición de los armónicos que puede tener la instalación para definir la batería adecuada, ya que si no ahorraríamos un  tiempo en la factura pero agrandaríamos otros problemas en la instalación. ( con la problemática de envejecimiento prematura de la batería)

Si en la medición de la instalación eléctrica nos da los siguientes parámetros en distorsión en tensión (THD U%):

• THD U <2% utilizar una batería estándar.
• THD U del 2% al 3% elegir una batería con botes sobredimensionados en tensión 440v o 470v
• THDU 3% al 5% utilizar batería con inductancias anti armónicas.

 

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