OBNIŻ RACHUNKI ZA MOC BIERNĄ DO 0 ZŁ

kompensacja mocy biernej z UPS EVER

   

SPIS TREŚCI:

TEORIA - CZYM JEST MOC BIERNA I DLACZEGO POWINNIŚMY JĄ KOMPENSOWAĆ?
KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ - DROGA DO OPTIMUM
SPRAWDŹ ILE PŁACISZ ZA POBRANĄ MOC BIERNĄ
NOWATORSKIE ROZWIĄZANIE EVER ZGŁOSZONE W URZĘDZIE PATENTOWYM
CO ZYSKUJESZ, ILE OSZCZĘDZASZ?
WYNIKI BADAŃ I ICH ANALIZA
W PRAKTYCE - STUDIUM PRZYPADKU

 


 

TEORIA - CZYM JEST MOC BIERNA I DLACZEGO POWINNIŚMY JĄ KOMPENSOWAĆ?

W sieciach elektroenergetycznych urządzenia elektryczne i odbiorniki pobierają energię elektryczną czynną i bierną.

MOC CZYNNA (P) –  jest mocą użyteczną, związana jest z energią elektryczną przetwarzaną na energię mechaniczną, cieplną bądź świetlną. Jednostką mocy czynnej jest wat.

 [P]= 1 W, wymiarem 1 [W] jest 1 [V] x 1 [A]

MOC BIERNA (Q) – nie jest mocą użyteczną, związana jest z wytworzeniem określonych warunków fizycznych (wytwarzanie pól magnetycznych i elektrycznych, gromadzenie energii w polu magnetycznym i elektrycznym itp.). Jednostką mocy biernej jest var.

[Q]= 1 var, wymiarem 1 [var] jest 1 [V] x 1 [A]

W zależności od rodzaju odbiornika wyróżniamy: 

MOC BIERNĄ INDUKCYJNĄ (QL)- związaną z urządzeniami zawierającymi uzwojenia (indukcyjności) takimi jak: silniki, transformatory, dławiki, piece indukcyjne itd.

MOC BIERNĄ POJEMNOŚCIOWĄ (QC) - związaną z wykorzystaniem kondensatorów bądź np. z długimi odcinkami kabli będących pod napięciem.
 
W zakładach przemysłowych najczęściej ma miejsce charakter indukcyjny obciążenia, co związane jest z wytwarzaniem pól magnetycznych w pracujących urządzeniach.

Mocą całkowitą czyli sumą geometryczną mocy czynnej oraz biernej jest MOC POZORNA (S). Moc czynną, bierną i pozorną można przedstawićgraficznie w postaci trójkąta mocy.

trójkąt mocy

Z trójkąta tego wynika, że cos φ jest stosunkiem mocy czynnej do pozornej i nazywany jest współczynnikiem mocy (ang. power factor). Współczynnik ten jest ogólnie przyjętym wskaźnikiem gospodarowania energią i parametrem odbiorników energii elektrycznej. 

Stosunek między pobieranymi mocami (oprócz współczynnika mocy cos φ) przedstawiany jest również jako tg φ, czyli stosunek mocy biernej do mocy czynnej:

tg φ=Q/P

Całkowitą moc użyteczną (czynną) należy dostarczać do odbiorników za pomocą sieci zasilającej (z czym połączone jest zawsze powstawanie strat energetycznych w urządzeniach wytwórczych oraz przesyłowych, związanych z dostarczaniem energii). 

Mocy biernej nie należy przesyłać ponieważ powoduje to powstawanie dodatkowych strat, a ponadto wpływa na zmniejszanie możliwości przesyłowych energii za pomocą istniejących urządzeń. Pobór mocy biernej można wyeliminować na miejscu, załączając się do układu z dodatkowym urządzeniem obciążającym mocą bierną o przeciwnym charakterze niż pierwotnie pobierana – mówi się wówczas o kompensacji mocy biernej. 

 

Obciążenie rezystancyjno-indukcyjne kompensacja mocy biernej

Kliknij w rysunek i zobacz film

 

Biorąc pod uwagę fakt, że dostawcy energii zarabiają na dostarczonej do odbiorcy energii czynnej zależy im, aby mogli przesyłać jak największą ilość tej energii, przy jednocześnie jak najmniejszych jej stratach i zachowaniu wymaganych parametrów. Straty wynikłe z energii biernej w układzie dostawcy rekompensują sobie poprzez określenie limitów  mocy  biernej,  których  przekroczenie  wiąże  się  z poniesieniem dodatkowych opłat przez odbiorców.

 

NADWYŻKA MOCY BIERNEJ = DODATKOWY KOSZT DO RACHUNKU ZA ENERGIĘ!!!

 

CZY WIESZ ŻE:

na rachunku za energię wprowadzany jest współczynnik tg φ będący stosunkiem mocy biernej do czynnej

 

Większość dostawców energii elektrycznej w Polsce ustala tolerowaną przez nich wartość tg φ (przy poborze energii biernej indukcyjnej) na poziomie 0,4, co oznacza, że ilość pobranej energii biernej indukcyjnej nie może być większa niż 40% pobranej energii czynnej. Po przekroczeniu tych wartości naliczane są opłaty za ponadumowny pobór mocy biernej. 

W przypadku mocy biernej pojemnościowej jakikolwiek jej pobór traktowany jest jako ponadumowny i związany jest od razu z naliczaniem opłat.

Koszty związane z ponadumownym poborem mocy biernej w niektórych przypadkach mogą stanowić 1/3 wartości miesięcznej faktury za energię elektryczną. Zastosowanie odpowiednich urządzeń kompensujących pobieraną moc bierną niweluje tę opłatę do zera.

 

CZY WIESZ ŻE: 

Do niedawna opłaty za energię bierną ponosili prawie wyłącznie średni i duzi odbiorcy. Dzisiaj rozwój nowoczesnych liczników energii (które poza energią czynną zliczają również energię bierną) sprawił, że koszty związane z energią bierną ponoszą także małe firmy, instytucje publiczne czy zakłady komunalne. 

 

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ - DROGA DO OPTIMUM

Optymalna sytuacja to taka, w której moc pozorna (S) byłaby równa mocy czynnej (P), a więc w której moc bierna (Q) ma wartość 0. Kąt przesunięcia fazowego (φ) równy byłby wówczas 0 (cos φ = 1, tg φ = 0). Aby w warunkach rzeczywistych osiągnąć takie wartości stosuje się kompensację mocy biernej.

 

pełna kompensacja mocy biernej

 

Kompensacja  mocy  biernej  polega więc  na  jej  wytworzeniu  w  miejscu  zapotrzebowania tzn. zrównoważeniu pobieranej przez odbiorniki mocy biernej, mocą bierną o tej samej lub zbliżonej wartości lecz przeciwnym zwrocie. Dzięki temu nie trzeba jej przesyłać od wytwórcy do odbiorcy, powoduje to zmniejszenie natężenia prądu w sieci, a co za tym idzie - zmniejszenie spadku napięcia i strat mocy  w liniach przesyłowych. 

 

SPRAWDŹ ILE PŁACISZ ZA POBRANĄ MOC BIERNĄ

Aby sprawdzić wielkość ponoszonych opłat za energię bierną wystarczy spojrzeć na bieżące rozliczenie energii elektrycznej. W rubrykach pt. opłata za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej oraz opłata za ponadumowny pobór energii biernej pojemnościowej  znajdują się koszty energii biernej poniesione w danym okresie rozliczeniowym.  

Jeżeli ponosisz znaczne opłaty z tytułu ponadumownego poboru energii biernej (powyżej 500 zł/mc) warto zainwestować w urządzenie kompensujące moc bierną. W celu otrzymania bezpłatnej porady skontaktuj się z EVER.

 

NOWATORSKIE ROZWIĄZANIE EVER ZGŁOSZONE W URZĘDZIE PATENTOWYM

Funkcjonalność kompensacji mocy biernej zaimplementowana została w zasilaczach UPS serii POWERLINE 33 oraz POWERLINE GREEN 33 / LITE,. Polega ona na takim zarządzaniu prądem na wejściu zasilacza (w układzie prostowniczym; bez dołączania dodatkowych urządzeń), że w układzie następuje pełna kompensacja mocy biernej pojemnościowej UPS-a. Oznacza to, że opisany wcześniej współczynnik mocy takiego układu cos φ sprowadzany jest do 1 niezależnie od wartości pobieranej mocy czynnej

Dodatkowo istnieje możliwość, poprzez  ingerencję  za pomocą specjalistycznego oprogramowania, wprowadzenia odpowiednich nastaw kompensacyjnych w ten sposób, że dokonuje się kompensacji mocy biernej (zdeterminowanych wartości mocy biernej) w równolegle załączonych do tej samej sieci z UPS innych odbiorników.

Właściwie wysterowany kompensacyjnie UPS (POWELINE 33 lub POWERLINE GREEN 33) sprawi, że znikną opłaty za ponadumowny pobór mocy biernej. Co ważne UPS EVER może kompensować nie tylko własną moc bierną ale również moc bierną urządzeń z nim podłączonych równolegle do tej samej sieci (pod ten sam licznik energii).

 

CO ZYSKUJESZ, ILE OSZCZĘDZASZ?

W poniższej tabeli pokazano poziom oszczędności w skali roku przy zastosowaniu zasilacza UPS EVER POWERLINE GREEN 33 / POWERLINE 33

 
MOC ZASILACZA UPS POBÓR MOCY BIERNEJ OPŁATA ZA kvarh* KOSZTY ZA DOBĘ KOSZT ZA DOBĘ  PRZY ZASTOSOWANIU ZASILACZA UPS EVER OSZCZĘDNOŚCI W SKALI ROKU

10-20 kVA

0,8 kvar

0,54 zł

» 10 zł

0 zł

aż 3 650 zł

30-40 kVA

1,6 kvar 

0,54 zł

» 21 zł

0 zł

aż 7 665 zł

50-60 kVA

2,4 kvar

0,54 zł

» 31 zł

0 zł

aż 11 315 zł

60-140 kVA

7,5 kvar

0,54 zł

» 97 zł

0 zł

aż 35 405 zł

wg stawki 0,54 zł za kvarh

 

      

WYNIKI BADAŃ I ICH ANALIZA

Pomiary przeprowadzono w Instytucie Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Poznańskiej

Urządzeniem badanym był UPS EVER POWERLINE GREEN 33, zasilany trójfazowo oraz posiadający na wyjściu napięcie trójfazowe. Wyjściowa moc pozorna zasilacza wynosiła 20 kVA, natomiast moc czynna 16 kW. W urządzeniu tym, poza licznymi dodatkowymi funkcjonalnościami, wprowadzono możliwość realizacji kompensacji mocy biernej oraz dodatkowy tryb pracy hybrydowej.

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ ODBIORNIKA O CHARAKTERZE REZYSTANCYJNO - INDUKCYJNYM / REZYSTANCYJNO - POJEMNOŚCIOWYM

 

1)   2)   

W trakcie badań, związanych z kompensacją mocy biernej, podłączono do sieci 
energetycznej regulowany trójfazowy odbiornik indukcyjny (1) / pojemnościowy (2)   
i dokonano pomiaru poszczególnych mocy na kolejnych jego fazach:

1)  2)   

Potem załączono UPS z obciążeniem czynnym ustawionym na 100% Pmax 
i zrealizowano pomiary mocy pobieranych z sieci przez obciążony rezystancyjnie (1) oraz (2) UPS.

1)  2)   

Kolejny pomiar dotyczył mocy pobieranych łącznie przez UPS 
i odbiornik indukcyjny (1) / pojemnościowy (2).   

1) 2)   

Następnie wprowadzono za pomocą oprogramowania serwisowego odpowiednie nastawy kompensacji mocy biernej całkowitego układu. 

Najważniejszymi elementami podczas badań były moce czynna, bierna i pozorna zarówno poszczególnych faz, jak i całkowite, ale dokonywano również pomiarów współczynników mocy oraz prądów i napięć fazowych w odpowiednich układach. 

 

W PRAKTYCE - STUDIUM PRZYPADKU

Pytanie Klienta: Czy wysoki pobór energii biernej pojemnościowej kształtujący jej koszty na poziomie 29 000 zł w roku 2011 oraz 56 000 zł w roku 2012 może być spowodowany przez pracę zasilaczy UPS ECO 1200 CDS (ilość 30 szt.), pracujących 24 h / dobę?

Odpowiedź: Pojedynczy zasilacz powoduje pobór około 30 var mocy biernej pojemnościowej. Wynika z tego, że:

30 UPS x 24 h x 30 var = 21,6 kvar / dobę (dla całego systemu, wynikające jedynie z pracy samych zasilaczy UPS)

Dodatkowo zasilacze komputerów podłączonych do UPS mogą zwiększać pobór energii biernej pojemnościowej. Za energię bierną pojemnościową Klient płaci 3 razy większą stawkę niż za energię czynną. Widać na tym przykładzie, że energia bierna pojemnościowa może okazać się większym problemem w zwykłym biurze z dużą ilością stanowisk komputerowych niż w zakładzie produkcyjnym z specjalistycznymi maszynami.
 

Zastosowanie u tego Klienta centralnego zasilacza UPS z funkcjonalnością kompensacji mocy biernej rozwiąże problem i jak wynika z rachunku za energię pokryje koszty zakupu UPS-a w ciągu maksymalnie 2 lat użytkowania.

UPS EVER POWERLINE GREEN 33 Koszt zakupu rozwiązania UPS może zwrócić się w ciągu 2-3 lat od zakupu
UPS EVER POWERLINE 33 Dla modeli mocy 60-140 kVA koszt zwraca się nawet w ciągu 1 roku

Chcesz zgłębić temat? Zapoznaj się z poniższymi artykułami.

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ I PRACA HYBRYDOWA W SYSTEMACH ZASILANIA GWARANTOWANEGO (UPS)

Z NOWATORSKIMI ROZWIĄZANIAMI W SYSTEMACH UPS ON-LINE EVER OSZCZĘDZASZ

Niestety nie znaleziono treści w tej kategorii