Il calcolo dell'energia elettrica utilizzata da un dispositivo elettrico domestico o industriale viene solitamente effettuato tenendo conto della potenza totale della corrente elettrica che passa attraverso il circuito elettrico misurato. Allo stesso tempo, si distinguono due indicatori che riflettono i costi della piena potenza durante il servizio al consumatore. Questi indicatori sono chiamati energia attiva e reattiva. La potenza lorda è la somma di queste due cifre. A proposito di cos'è l'elettricità attiva e reattiva e come controllare l'importo dei pagamenti maturati, cercheremo di raccontarlo in questo articolo.
Piena potenza
Secondo la prassi consolidata, i consumatori non pagano per la capacità utile, che viene utilizzata direttamente nell'economia, ma per quella piena, che viene rilasciata dall'impresa fornitrice. Questi indicatori si distinguono per unità di misura: la potenza totale è misurata in volt-ampere (VA) e la potenza utile è misurata in kilowatt. L'elettricità attiva e reattiva è utilizzata da tutti gli apparecchi elettrici alimentati dalla rete.
Elettricità attiva
Il componente attivo della piena potenza svolge un lavoro utile e viene convertito in quei tipi di energia di cui il consumatore ha bisogno. Per alcuni apparecchi elettrici domestici e industriali, la potenza attiva e quella apparente nei calcoli sono le stesse. Tra questi dispositivi ci sono stufe elettriche, lampade a incandescenza, forni elettrici, stufe, ferri da stiro e presse da stiro, ecc.
Se sul passaporto è indicata la potenza attiva di 1 kW, la potenza totale di tale dispositivo sarà di 1 kVA.
Il concetto di elettricità reattiva
Questo tipo di elettricità è inerente ai circuiti che includono elementi reattivi. L'elettricità reattiva è la parte della potenza totale assorbita che non viene utilizzata per lavori utili.
Nei circuiti DC, il concetto di potenza reattiva è assente. Nei circuiti CA, la componente reattiva si verifica solo quando è presente un carico induttivo o capacitivo. In questo caso, c'è una discrepanza tra la fase della corrente e la fase della tensione. Questo sfasamento tra tensione e corrente è indicato dal simbolo "φ".
Con un carico induttivo nel circuito, si osserva uno sfasamento, con un carico capacitivo, è davanti ad esso. Pertanto, solo una parte della piena potenza arriva al consumatore e le perdite principali si verificano a causa dell'inutile riscaldamento di dispositivi e dispositivi durante il funzionamento.
Si verificano perdite di potenza dovute alla presenza di bobine induttive nei dispositivi elettrici econdensatori. A causa loro, l'elettricità si accumula nel circuito per qualche tempo. L'energia immagazzinata viene quindi reimmessa nel circuito. Gli apparecchi il cui consumo di energia include una componente reattiva dell'elettricità includono utensili elettrici portatili, motori elettrici e vari elettrodomestici. Questo valore è calcolato tenendo conto di un fattore di potenza speciale, che è indicato come cos φ.
Calcolo dell'elettricità reattiva
Il fattore di potenza varia da 0,5 a 0,9; il valore esatto di questo parametro può essere trovato nel passaporto dell'apparecchio elettrico. La potenza apparente deve essere definita come il quoziente di potenza attiva diviso per un fattore.
Ad esempio, se la potenza di un trapano elettrico è 600 W e il valore è 0,6, la potenza totale consumata dal dispositivo sarà 600/06, ovvero 1000 VA. In assenza di passaporti per il calcolo della potenza totale del dispositivo, il coefficiente può essere assunto pari a 0,7.
Poiché uno dei compiti principali dei sistemi di alimentazione esistenti è fornire potenza utile al consumatore finale, le perdite di potenza reattiva sono considerate un fattore negativo e un aumento di questo indicatore mette in dubbio l'efficienza del circuito elettrico nel complesso. L'equilibrio tra potenza attiva e reattiva in un circuito può essere visualizzato sotto forma di questa divertente immagine:
Il valore del coefficiente tenendo conto delle perdite
Più altoil valore del fattore di potenza, minore sarà la perdita di elettricità attiva, il che significa che il consumatore finale dell'energia elettrica consumata costerà un po' meno. Per aumentare il valore di questo coefficiente, nell'ingegneria elettrica vengono utilizzati vari metodi per compensare le perdite di elettricità non target. I dispositivi di compensazione sono generatori di corrente principali che attenuano l'angolo di fase tra corrente e tensione. I banchi di condensatori vengono talvolta utilizzati per lo stesso scopo. Sono collegati in parallelo al circuito di lavoro e sono usati come compensatori sincroni.
Calcolo del costo dell'energia elettrica per i clienti privati
Per l'uso individuale, l'elettricità attiva e reattiva non è separata nelle bollette - in termini di consumo, la quota di energia reattiva è piccola. Pertanto, i clienti privati con consumi fino a 63 A pagano un'unica bolletta, in cui tutta l'energia elettrica consumata è considerata attiva. Ulteriori perdite nel circuito per l'elettricità reattiva non sono allocate separatamente e non pagate.
Misurazione dell'energia elettrica reattiva per le aziende
Un' altra cosa sono le imprese e le organizzazioni. Un numero enorme di apparecchiature elettriche è installato in locali industriali e officine industriali e nell'elettricità totale in ingresso c'è una parte significativa di energia reattiva, necessaria per il funzionamento di alimentatori e motori elettrici. L'elettricità attiva e reattiva fornita alle imprese e alle organizzazioni necessita di una netta separazione e di un modo diversopagamento per esso. In questo caso, il contratto tipo funge da base per regolare i rapporti tra il fornitore di energia elettrica ei consumatori finali. Secondo le regole stabilite in questo documento, le organizzazioni che consumano elettricità sopra i 63 A necessitano di un dispositivo speciale che fornisca letture dell'energia reattiva per la misurazione e il pagamento. L'operatore di rete installa un contatore elettrico reattivo e carica in base alle sue letture.
Fattore di energia reattiva
Come accennato in precedenza, l'energia elettrica attiva e quella reattiva nelle fatture di pagamento sono allocate in righe separate. Se il rapporto tra i volumi di elettricità reattiva e consumata non supera la norma stabilita, il pagamento per l'energia reattiva non viene addebitato. Il coefficiente di rapporto può essere prescritto in diversi modi, il suo valore medio è 0,15. Se questo valore di soglia viene superato, si consiglia all'impresa consumatore di installare dispositivi di compensazione.
Potenza reattiva nei condomini
Il consumatore tipico di elettricità è un condominio con un fusibile principale che consuma più di 63 A. Pertanto, i residenti di un condominio vedono nelle spese solo il pagamento dell'intera elettricità fornita alla casa dal fornitore. La stessa regola vale per le cooperative edilizie.
Casi speciali di contabilizzazione della potenza reattiva
Ci sono casi in cui ci sono sia organizzazioni commerciali che appartamenti in un edificio a più piani. La fornitura di elettricità a tali case è regolata da leggi separate. Ad esempio, la divisione può essere la dimensione dell'area utilizzabile. Se le organizzazioni commerciali occupano meno della metà dell'area utilizzabile in un condominio, il pagamento per l'energia reattiva non viene addebitato. Se la soglia percentuale è stata superata, ci sono obblighi di pagamento per l'elettricità reattiva.
In alcuni casi, gli edifici residenziali non sono esenti dalle tariffe di potenza reattiva. Ad esempio, se l'edificio dispone di punti di connessione ascensori per appartamenti, l'addebito per l'utilizzo dell'elettricità reattiva avviene separatamente, solo per questa apparecchiatura. I proprietari di appartamenti pagano ancora solo l'elettricità attiva.
La comprensione dell'essenza dell'energia attiva e reattiva consente di calcolare correttamente l'effetto economico dell'installazione di vari dispositivi di compensazione che riducono le perdite dovute al carico reattivo. Secondo le statistiche, tali dispositivi consentono di aumentare il valore di cos φ da 0,6 a 0,97. Pertanto, i dispositivi di compensazione automatica aiutano a risparmiare fino a un terzo dell'elettricità fornita al consumatore. Una significativa riduzione delle perdite di calore aumenta la vita dei dispositivi e dei meccanismi nei siti di produzione e riduce il costo dei prodotti finiti.
