OZE

Energia bierna prądu elektrycznego - czym jest, jak obliczyć i jaki ma wpływ na rachunki za prąd

Autor Konrad Witkowski
Konrad Witkowski23.10.20236 min.
 Energia bierna prądu elektrycznego - czym jest, jak obliczyć i jaki ma wpływ na rachunki za prąd

Energia bierna prądu elektrycznego to złożone zagadnienie, które ma istotny wpływ na funkcjonowanie sieci elektroenergetycznych i rachunki za prąd. W artykule wyjaśnimy, czym dokładnie jest energia bierna, jak ją obliczać i kontrolować oraz jakie przepisy jej dotyczą.

Jak zdefiniować energię bierną prądu elektrycznego?

Energia bierna to część energii elektrycznej, która zostaje zużyta do wytworzenia pola magnetycznego w urządzeniach zawierających cewki indukcyjne, takich jak silniki, transformatory czy dławiki. W odróżnieniu od energii czynnej, która zamieniana jest na pracę mechaniczną, ciepło lub światło, energia bierna służy jedynie do wytwarzania pól magnetycznych i nie wpływa bezpośrednio na działanie urządzeń elektrycznych.

Energia bierna powstaje, gdy prąd i napięcie nie są w fazie. Oznacza to, że ich wartości chwilowe osiągają maksima w różnych momentach. Im większa jest różnica faz między napięciem i prądem, tym więcej energii biernej pobiera dane urządzenie.

Czym różni się energia bierna od energii czynnej w sieci elektrycznej?

Podstawowa różnica między energią bierną i czynną polega na tym, że:

  • Energia czynna wykonywania pracę mechaniczną, świetlną lub cieplną
  • Energia bierna służy do wytwarzania pola magnetycznego

Ponadto energia czynna wpływa bezpośrednio na moc urządzeń, natomiast bierna nie. Co więcej, duża ilość energii biernej w sieci powoduje dodatkowe straty mocy i spadek napięcia. Dlatego energia bierna jest niepożądana z punktu widzenia dostawców energii elektrycznej.

Jak obliczyć ilość energii biernej pobranej przez urządzenie elektryczne?

Ilość energii biernej pobranej przez dane urządzenie można obliczyć ze wzoru:

Qb = P * tgφ

gdzie:

  • Qb - energia bierna w kVarh
  • P - moc czynna w kW
  • tgφ - tangens kąta przesunięcia fazowego φ między napięciem i prądem

Kąt φ można odczytać z wykresu wskazówek lub obliczyć ze wzoru:

tgφ = P/Q

gdzie:

  • P - moc czynna w kW
  • Q - moc bierna w kVar

Jaki wpływ ma duża energia bierna na rachunki za prąd elektryczny?

 Energia bierna prądu elektrycznego - czym jest, jak obliczyć i jaki ma wpływ na rachunki za prąd

Duża ilość pobieranej energii biernej powoduje wzrost opłat za energię elektryczną. Dzieje się tak, ponieważ sieci elektroenergetyczne muszą być wymiarowane z zapasem mocy pozornej, aby zapewnić zasilanie odbiorników energii biernej. To generuje dodatkowe koszty dla operatorów systemów dystrybucyjnych, które są przenoszone na odbiorców w postaci wyższych rachunków za prąd.

Dlatego w taryfach za energię elektryczną stosowane są opłaty za nadmierny pobór energii biernej, zachęcające do redukcji tego zjawiska. Ograniczenie energii biernej pozwala więc nie tylko poprawić jakość zasilania, ale również obniżyć rachunki za prąd.

W jaki sposób zmniejszyć nadmierną energię bierną w instalacji elektrycznej?

Aby zredukować nadmierną energię bierną, można:

  • Zainstalować kondensatory do kompensacji mocy biernej
  • Dobrać silniki i transformatory o lepszych parametrach energetycznych
  • Stosować kompensację indukcyjną tam, gdzie występuje nadmiar mocy pojemnościowej
  • Racjonalnie dobierać moc silników i transformatorów
  • Modernizować i remontować urządzenia elektryczne

Dzięki temu możliwe jest utrzymanie właściwych parametrów energetycznych instalacji i redukcja opłat za nadmierny pobór energii biernej.

Jak działają kondensatory do kompensacji energii biernej?

Kondensatory do kompensacji energii biernej wprowadzają do obwodu prąd przesunięty w fazie względem napięcia, co powoduje zmniejszenie różnicy faz i redukcję tgφ. Poprzez dobór odpowiedniej mocy kondensatorów, możliwe jest skompensowanie określonej wartości mocy biernej i doprowadzenie tgφ do zera lub wartości bliskiej zeru.

Kondensatory instaluje się równolegle do odbiorników energii biernej lub bezpośrednio w rozdzielniach. Mogą pracować w układzie automatycznej regulacji mocy biernej, dostosowując się do zmiennego zapotrzebowania.

Co to są opłaty za nadmierny pobór energii biernej?

Opłaty za nadmierny pobór energii biernej to dodatkowe koszty nałożone na odbiorców, którzy pobierają z sieci zbyt dużo energii biernej w stosunku do czynnej. Opłaty te mają na celu zmotywowanie odbiorców do ograniczania poboru i instalacji urządzeń kompensujących.

Wysokość opłat zależy od ilości nadwyżki energii biernej ponad określone limity. Najczęściej przekroczenie tgφ powyżej 0,4 skutkuje naliczeniem opłaty według stawek zatwierdzonych w taryfie za usługi dystrybucyjne.

Jakie przepisy regulują dopuszczalny poziom energii biernej?

Podstawowym aktem prawnym regulującym zagadnienia energii biernej jest ustawa Prawo energetyczne wraz z rozporządzeniami do niej. Szczegółowe zasady rozliczeń odbiorców za pobór energii biernej określa taryfa danego operatora systemu dystrybucyjnego.

Przepisy nakładają na odbiorców obowiązek utrzymania tgφ poniżej określonej wartości granicznej, zwykle 0,4. Przy większych mocach dopuszczalny tgφ jest niższy. Odbiorcy, którzy przekraczają te limity, muszą ponosić opłaty za nadwyżkę energii biernej.

Nowelizacje prawa energetycznego stopniowo zaostrzają wymagania co do maksymalnych poziomów tgφ, zmuszając odbiorców do modernizacji instalacji pod kątem poprawy efektywności energetycznej.

Podsumowanie

Energia bierna jest nieodłącznym elementem pracy urządzeń zawierających cewki indukcyjne. Choć sama w sobie nie wykonuje pracy, jej nadmiar powoduje wzrost kosztów funkcjonowania sieci elektroenergetycznych. Dlatego istotne jest kontrolowanie poziomu energii biernej i stosowanie kompensacji w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości. Ograniczanie poboru energii biernej nie tylko obniża rachunki za prąd, ale też poprawia jakość i niezawodność dostaw energii elektrycznej.

Najczęstsze pytania

W gospodarstwach domowych tgφ wynosi zwykle 0,2-0,4. Wyższe wartości mogą wskazywać na obecność uszkodzonego urządzenia elektrycznego.

Koszty związane z nadmiernym poborem energii biernej ponosi odbiorca końcowy. Opłaty za energię bierną są uwzględniane na rachunkach za energię elektryczną.

Do pomiaru energii biernej w instalacji domowej służą mierniki z funkcją rejestracji tgφ. Można też oszacować ją na podstawie odczytów licznika energii czynnej i biernej.

Kompensacja nie jest obowiązkowa, ale pozwala uniknąć dodatkowych opłat przy przekroczeniu dopuszczalnego tgφ. Jest zalecana dla odbiorców o dużym zapotrzebowaniu na energię bierną.

Zbyt mała energia bierna może powodować zaniżenie napięcia, a w skrajnych przypadkach uniemożliwić pracę niektórych odbiorników. Stosuje się wtedy kompensację indukcyjną.

Oceń artykuł

rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

5 Podobnych Artykułów:

  1. Jak Wprowadzić Metodę Sprzedaży SPIN w Twojej Firmie
  2. Nowa „Akademia pana Kleksa”: Czy warto obejrzeć?
  3. Panele fotowoltaiczne 400W - wymiary i parametry - kup tanio online!
  4. Monty Python wraca w zwariowanym serialu Apple TV+! Recenzja hitu
  5. Furia Rebeki - nowy film o zemście z Lily James w roli głównej. Pierwsze zapowiedzi
Autor Konrad Witkowski
Konrad Witkowski

Kocham oglądać dobre kino. Podróżuję po Europie z aparatem w plecaku. rozwijam się duchowo i fizycznie. Dbam o zdrowie ciała i umysłu. Na blogu dzielę się wiedzą jak żyć pełnią życia. Polecam ćwiczenia i diety bogate w witaminy. Razem możemy zmienić świat na lepsze.

Udostępnij artykuł

Napisz komentarz

Polecane artykuły