Energia bierna pojemnościowa – jak uniknąć?

Na fakturach za energię elektryczną coraz częściej pojawia się pozycja „Energia bierna pojemnościowa” oraz związane z nią opłaty, których wcześniej klienci nie ponosili. Z czego to wynika?

Każde urządzenie elektryczne i elektroniczne zużywa energię z sieci. Większość odbiorników, które są w domach czy firmach, pobiera zarówno energię czynną, jak i bierną. Energia czynna jest wykorzystywana do zasilania urządzeń, podczas gdy energia bierna jest niezbędnym elementem funkcjonowania sieci. Koszty związane z energią bierną mogą jednak być zaskakujące. W przypadku poboru ponadumownego naliczane są dodatkowe, często wysokie opłaty. Zatem jak można zmniejszyć rachunki?

Co to energia bierna pojemnościowa?

Energia bierna pojemnościowa jest niezbędna do działania wielu urządzeń elektrycznych. Przepływa dwukierunkowo pomiędzy elektrownią a odbiorcą, nie będąc zużywaną. Wyróżniamy dwa rodzaje energii biernej: indukcyjną oraz pojemnościową. Energia bierna indukcyjna jest pobierana z sieci elektroenergetycznej do wytworzenia pola magnetycznego w transformatorach i silnikach. Z kolei energia bierna pojemnościowa jest oddawana do sieci przez odbiorniki takie jak oświetlenie LED, instalacje fotowoltaiczne, zasilacze czy przewody, które zachowują się jak kondensator.

Przepływ zbyt dużej ilości energii biernej pojemnościowej w sieci elektroenergetycznej prowadzi do konieczności instalowania dodatkowych urządzeń kompensacyjnych oraz zwiększa straty energii czynnej w transformatorach, sieciach i instalacjach odbiorczych. Z tego powodu przepisy regulują ilość pobieranej mocy biernej, niezależnie od poziomu napięcia. Przekroczenie dopuszczalnego limitu mocy biernej może skutkować karami finansowymi nakładanymi przez operatorów sieci dystrybucyjnych (OSD). Dopuszczalny limit poboru mocy biernej jest wyrażony jako tgφ, stosunek mocy biernej do mocy czynnej.

Przepisy prawne dotyczące energii biernej pojemnościowej

Regulacje dotyczące ponadumownego poboru energii biernej określa Rozporządzenie Ministra klimatu i środowiska z dnia 29 listopada 2022 roku w § 47.1:

„Przez ponadumowny pobór energii biernej przez odbiorcę rozumie się ilość energii biernej odpowiadającą:

1) współczynnikowi mocy tgφ wyższemu od umownego współczynnika tgφ0 (niedokompensowanie) i stanowiącą nadwyżkę energii biernej indukcyjnej ponad ilość odpowiadającą wartości współczynnika tgφ0 lub

2) indukcyjnemu współczynnikowi mocy przy braku poboru energii elektrycznej czynnej, lub

3) pojemnościowemu współczynnikowi mocy (przekompensowanie) zarówno przy poborze energii elektrycznej czynnej, jak i przy braku takiego poboru.”

W przypadku energii biernej pojemnościowej współczynnik tgφ nie powinien być mniejszy niż 0. W innym przypadku będą naliczane opłaty. Szczegóły rozliczeń za ponadumowny pobór energii biernej znajdują się w taryfie.

Jak zapobiegać ponadumownemu poborowi energii biernej pojemnościowej?

Aby skompensować moc bierną pojemnościową oddawaną do sieci, należy wprowadzić do układu rozwiązania dostarczające moc bierną indukcyjną. W tym celu można użyć na przykład dławików kompensacyjnych lub baterii dławików indukcyjnych. Takie rozwiązanie działa w ten sposób, że w pobliżu urządzeń generujących moc bierną pojemnościową instaluje się urządzenia generujące przeciwną moc bierną indukcyjną. Dzięki temu unika się obciążania sieci elektroenergetycznej, rozwiązując problem lokalnie.

Zaprojektowanie systemu kompensacji mocy biernej jest złożonym zadaniem, które musi być dostosowane do indywidualnych potrzeb inwestora, uwzględniając krzywe obciążenia oraz opłacalność całego przedsięwzięcia. Kompensacja mocy biernej może być realizowana na różnych poziomach, np. dla konkretnych urządzeń, wybranych fragmentów systemu elektrycznego lub całego budynku. Aby prawidłowo wdrożyć kompensację mocy biernej, konieczne jest określenie źródła i wartości generowanej mocy biernej poprzez pomiary i analizy systemu elektrycznego oraz występujących obciążeń. Na podstawie tych informacji wybiera się optymalny kompensator mocy biernej, uwzględniając potrzeby i możliwości finansowe inwestora.

W wielu przypadkach moc pojemnościowa pobierana przez obiekt jest stosunkowo niewielka i stabilna w czasie. Dlatego najprostszym oraz ekonomicznym rozwiązaniem jest zastosowanie dławika kompensacyjnego, który jest podłączony na stałe. Dzięki temu, że moc dławika jest mała w porównaniu do mocy pobieranej przez obiekt, unika się naliczania dodatkowych opłat za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej, a jednocześnie eliminowane są opłaty za energię bierną pojemnościową. Dzięki przeprowadzonemu pomiarowi profilu mocy można dobrać odpowiednią moc dławika. W przypadku, gdy odbiorca pobiera dużą moc pojemnościową, rzędu kilkudziesięciu kVAr, która zmienia się w czasie, należałoby zastosować baterię dławików z automatycznym regulatorem mocy.

Efektywna kompensacja mocy biernej pojemnościowej nie tylko obniża koszty związane z opłatami za energię bierną, ale także poprawia efektywność energetyczną całego systemu.

Podsumowanie

Kompensację mocy biernej pojemnościowej warto rozważyć w swoim domu lub firmie. Rozwiązania kompensacyjne mogą znacząco zmniejszyć koszty związane z opłatami za energię bierną, poprawiając jednocześnie efektywność energetyczną systemu.

Źródła:

https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20220002505

https://www.korporacjasystem.pl/oplaty_za_energie_bierna.html

https://enerad.pl/wiedza/kompensacja-mocy-biernej/#dlaczego_warto_kompensowac_moc_bierna

https://www.efektywniej.pl/moc-bierna/

https://syntezaoze.pl/blog/energia-bierna/

https://www.tauron-dystrybucja.pl/o-spolce/aktualnosci/2023/12/22

https://salwis.pl/kompensacja-mocy-biernej/ (zdjęcie tytułowe)