COS’È L’ENERGIA REATTIVA?
Nei circuiti elettrici la corrente è in fase con la tensione quando siamo in presenza di un carico ohmico (resistenze), mentre è sfasata in ritardo se il carico è induttivo (motori, trasformatori a vuoto) ed in anticipo se il carico è capacitivo (condensatori).
La corrente totale assorbita ad esempio da un motore è determinata dalla somma vettoriale di:
- IR corrente ohmica dovuta alla componente resistiva del carico.
- IL corrente reattiva dovuta alla componente induttiva del carico.
A queste correnti sono associate le seguenti potenze:
- Potenza attiva associata alla parte resistiva del carico.
- Potenza reattiva associata alla parte induttiva del carico.
La potenza reattiva induttiva avendo valore medio nullo nel periodo non è utile ai fini della produzione di lavoro meccanico e costituisce un carico supplementare per il fornitore di energia, che lo impegna a sovradimensionare i propri generatori e le reti di trasmissione e distribuzione.
Il parametro che definisce l’assorbimento di potenza reattiva induttiva è il fattore di potenza (cosphi). Si definisce fattore di potenza il rapporto tra potenza attiva e potenza apparente.
Un impianto funzionante a basso cosphi presenta i seguenti svantaggi:
- Elevate perdite di potenza nella trasmissione nelle linee elettriche.
- Elevate cadute di tensione.
- Maggior dimensionamento degli impianti di generazione, trasporto e trasformazione.
In conclusione l’energia reattiva è un tipo di energia elettrica che non contribuisce al lavoro effettivo svolto dai dispositivi elettrici. In altre parole, l’energia reattiva è un tipo di energia che viene utilizzato ma non viene convertito in energia utile.
Da quanto esposto si capisce l’importanza di ovviare o almeno ridimensionare gli effetti di un basso fattore di potenza.
COME INFLUISCE L’ENERGIA REATTIVA SULLE BOLLETTE ELETTRICHE?
Per limitare i problemi causati dall’energia reattiva, le compagnie elettriche addebitano ai propri clienti una tariffa per l’energia reattiva utilizzata. Questa tariffa viene calcolata sulla base della quantità di energia reattiva utilizzata rispetto alla quantità totale di energia utilizzata. In altre parole, più energia reattiva utilizzi, più alto sarà il costo della tua bolletta elettrica.
COME RIDURRE L’ENERGIA REATTIVA UTILIZZATA?
Ci sono diversi modi per ridurre l’energia reattiva utilizzata, ad esempio, è possibile utilizzare dispositivi che utilizzano meno energia reattiva, come i motori elettrici ad alta efficienza.
La soluzione tecnicamente e sempre economicamente conveniente è installare un sistema di rifasamento, cioè una serie di batterie di condensatori che compensano la quantità di energia reattiva utilizzata.
I SISTEMI DI RIFASAMENTO
I sistemi di rifasamento, tramite delle batterie di condensatori, forniscono l’energia reattiva necessaria al carico senza prelevarla dalla rete.
Oltre alla riduzione/eliminazione delle penali in bolletta, i vantaggi tecnico-economici dovuti all’installazione di una batteria di condensatori sono i seguenti:
- Diminuzione delle perdite in linea e nei trasformatori dovuta alla minor corrente assorbita.
- Diminuzione delle cadute di tensione nelle linee.
- Ottimizzazione del dimensionamento dell’impianto.
Il rifasamento dell’impianto elettrico industriale correttamente dimensionato rappresenta l’intervento tecnologico a più basso tempo di recupero d’investimento. Generalmente, il rifasamento di un impianto produttivo si ripaga in pochi mesi.
In funzione delle utenze elettriche presenti in impianto (ciclo di lavoro, potenza, fattore di potenza), della topologia (radiale, ad anello, ecc.) e dell’estensione dell’impianto stesso, una volta calcolato il fabbisogno di potenza rifasante si deciderà come intervenire nell’impianto.
Le modalità più comuni sono il rifasamento distribuito (ognuna delle utenze viene dotata della propria unità rifasante, tipicamente fissa) ed il rifasamento centralizzato (viene installato un unico rifasatore automatico asservito a tutto l’impianto). È poi possibile realizzare soluzioni “miste” in funzione delle peculiarità dell’impianto.
Negli impianti che non presentano né correnti pesantemente deformate, né problematiche di risonanza si utilizzano i sistemi di rifasamento standard. Nel caso in cui nell’impianto elettrico circola una corrente con un elevato contenuto armonico (THD) e/o con la presenza di un alto rischio di risonanza con il trasformatore MT/bt si utilizzano sistemi di rifasamento con induttanze di blocco. In questi casi infatti l’installazione di un rifasatore privo di induttanze di sbarramento può causare un rapido degrado dei condensatori e provocare pericolose sollecitazioni elettriche e meccaniche nei componenti di potenza dell’impianto. Le induttanze di sbarramento proteggono i condensatori dalle armoniche ed escludono il rischio di risonanze, lasciando però inalterato il contenuto armonico della corrente dell’impianto.
