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Compensação de energia reactiva

Compensação de energia reactiva














A compensação da energia reactiva: um rentável investimento que contribui para a luta contra as alterações climáticas e para a economia de energia.


O que é a energia reactiva?
Para pôr uma máquina a funcionar é necessário um motor, assim como o consumo de energia eléctrica, caso seja um motor eléctrico. Na área electrotécnica chama-se a este tipo de energia a energia activa. Mas um motor, para começar a trabalhar, requer também um campo magnético e este, para ser gerado, necessita de uma corrente magnetizante ou reactiva, que produz energia reactiva. Para produzir este tipo de energia não é necessária potência útil, não existindo, portanto, consumo de energia primária além da necessária para cobrir as perdas presentes da circulação na rede eléctrica.

A compensação da energia reactiva é feita através da redução ou eliminação desta circulação, já que o seu consumo por motores ou máquinas eléctricas é inevitável.

Existem, então, três conceitos de potência que é necessário ter em conta: activa (P), reactiva (Q) e aparente (S), que se relacionam da seguinte forma: S2=P2+Q2, sendo representados da seguinte forma:

Compensaçãoenergiareactiva2 

Como a diferença entre potências e energia é o tempo (horas de serviço), este modelo também é aplicável a estas últimas. Assim, quanto maior for o ângulo φ, maior será a potência reactiva (Q) em relação à activa (P), e vice-versa.

Compensar a energia reactiva é, então, reduzir o ânguloφ, aumentando o seu co-seno. Quanto maior for o cosφ, ou seja, quanto mais este se aproxima da unidade, maior será a potência activa que poderá ser transportada pela rede, cuja capacidade máxima é a potência aparente(Pmax=S).

Quem fornece a energia reactiva?
Como acontece com a energia activa, a energia reactiva (na falta de outra fonte) é fornecida por uma central eléctrica, e conduzida através da rede. Mas existe uma outra fonte de energia reactiva muito acessível e fácil de instalar: o condensador eléctrico.

O condensador é um dispositivo que, depois de dimensionado à potência mais adequada, fornece energia reactiva sem recorrer a uma central eléctrica. Graças à sua simplicidade e rendimento o condensador, ou bateria de condensadores, é um método utilizado universalmente para melhorar o cos φ. Se o condensador fornecer a potência reactiva necessária para o funcionamento do motor, a central    eléctrica apenas fornece a potência activa P, evitando assim perdas.

Quais são, então, as vantagens da compensação da energia reactiva?
- Redução das perdas, resultando numa poupança de energia reactiva, ou seja, de kVAh. Ao compensar a energia reactiva, evitamos que parte desta energia, ou a sua totalidade, circule pela rede, levando a uma redução da corrente eléctrica circulante. Sendo as perdas de energia proporcionais ao quadrado da corrente, podemos facilmente ver a importância desta redução. A redução será ainda maior devido ao facto da corrente eléctrica circular pelos transformadores.

- Aumento da capacidade eléctrica da instalação. As linhas eléctricas e os transformadores estão limitados pela corrente que circula, e sendo a tensão virtualmente constante, também o estão pelo produto U.I. (potência aparente). Mas para apenas uma potência aparente podemos ter uma potência útil ou activa P=S.cosφ, como pudemos ver acima. Assim, numa instalação com transformador de 400kVA e cosφ=0,75 apenas se poderão obter 300kW, enquanto que se se aproximar o cosφ à unidade, poder-se-á chegar aos 400kW.

- Poupança na factura de electricidade. Supressão da facturação dos consumos excessivos de energia reactiva – as centrais eléctricas fornecem energia reactiva, o que sobrecarrega as linhas e os transformadores.

- Melhoria da tensão da rede. Ao compensar uma instalação eléctrica reduz-se a queda de tensão e aumenta-se, portanto, a tensão disponível. Se, como habitual, a compensação é automática, mantém-se um bom cosφ para qualquer valor de carga e conseguir-se-á, assim, manter uma tensão com variações mínimas por quedas de tensão. As quedas de tensão numa rede acontecem principalmente nos transformadores de potência, e com menos frequência nas linhas. Ao compensar, e devido à maior reactância dos compensadores por comparação com as linhas, a redução das quedas são muito significativas nos transformadores e irrelevantes nestas últimas. Por exemplo, numa instalação alimentada por um transformador de 250kVA, a redução na queda de tensão será de aproximadamente 65% se o cosφ passar de 0,7 a 1,0, e de 22% ao passar de 0,7 a 0,9.

- Diminuição dos gases com efeito de estufa. As centrais eléctricas (com excepção das centrais hidráulicas e nucleares) utilizam combustíveis que emitem gases com efeito de estufa. O valor emitido de CO2 varia consoante o tipo de central, pelo que para a produção de 1kWh são emitidos:
   - 1kg de CO2 numa central de carvão
   - 750g de CO2 numa central de fuel
   - 300g de CO2 numa central de ciclo combinado


Desta forma, por cada kVA instalado em condensadores, evitar-se-ia a emissão de 25kg de CO2 no período de um ano.