Rachunki za prąd płaci każdy. W zależności od tego, czy opłacamy je jako gospodarstwo domowe czy za firmę, na fakturze występuję różne składniki opłaty. Dodatkowe koszty energii biernej dotyczą przede wszystkim użytkowników z grupy taryfowej B oraz C, czyli przedsiębiorców, którzy najczęściej pobierają duże ilości prądu z sieci. Jednak skąd się one biorą?
Każde urządzenie elektryczne i elektroniczne pobiera energię z sieci. Zdecydowana większość odbiorników, które posiadamy w domach czy firmach, pobiera energię czynną oraz bierną. Energia czynna wykorzystywana jest do napędzania urządzeń, podczas gdy bierna jest po prostu jednym z niezbędnych elementów sieci. Koszty energii biernej mogą jednak zaskakiwać. W przypadku poboru ponadumownego naliczane są dodatkowe opłaty – a te często są niemałe. Jak zatem można skrócić ten rachunek o taką nieprzyjemną pozycję?
1. Co to jest energia bierna?
Energia to iloczyn mocy i czasu, czyli dysponując urządzeniem o mocy 1kW i użytkując go przez 1h to z sieci pobór energii będzie w ilości 1kW*1h=1kWh. Innymi słowy, im mocniejsze urządzenie i dłuższy czas użytkowania, tym wolumen pobranej energii będzie większy. Wyróżniamy wśród niej energię czynną, służącą do uruchamiania urządzeń, oraz energię bierną. W zależności czy będziemy użytkować moc czynną czy też bierną, obliczenia wykonuje się w ten sam sposób, zmieniają się tylko jednostki.
Czy jest tylko jedna moc, którą posiada urządzenie?
Odpowiedź brzmi: nie. Moc występuje pod trzema pojęciami: moc czynna, moc bierna i moc pozorna. W każdym z tych pojęć występuje słowo moc, co zwykle wiążemy z parametrem jakiegoś urządzenia elektryczne np. silnik lub lampę.
Mówiąc o mocy urządzenia wyrażamy ja w watach (1W), np. żarówka ma moc 15W lub silnik ma moc 2000W. Tak naprawdę podana przez nas wartość to moc czynna takiego urządzenia, czyli taka, którą może wykorzystać użytkownik. To właśnie z niej czerpiemy bezpośrednią korzyść np. w postaci promieni światła lub obrotu wału silnika. A co z pozostałymi mocami?
Moc bierna to moc, której potrzebuje urządzenie do zadziałania, pobierana równolegle z mocą czynną. Jest to moc „własna” urządzenia, potrzebna do wytworzenia pola magnetycznego i elektrycznego i ta nie jest bezpośrednio dostępna dla użytkownika. Jednocześnie powoduje ona jednak obciążenie sieci, które jest negatywnie postrzegane przez zakłady energetyczne. Stąd koszty energii biernej są bardzo powszechne. Moc bierną wyrażamy w woltoamperach reaktywnych (1VAr).
Pozostaje nam jeszcze moc pozorna. Jest to moc całkowita urządzenia obejmująca zarówno moc czynną jak i bierną. Nie jest to jednak suma tych mocy, a pierwiastek z sumy kwadratów tych wartości (zależności te wynikają z przesunięć fazowych prądów i napięć). Jednostką tej mocy jest voltamper (1VA).
Każde urządzenie, bez względu na jego wielkość, zastosowanie zamontowanie pobiera obie moce, czynną i bierną!
Energia bierna indukcyjna i pojemnościowa – czy to to samo?
Nie, są to różne energie, które w teorii mocy elektrycznej różnią się miedzy sobą znakiem, jedna jest dodatnia, druga ujemna. W przypadku wykorzystania obu tych energii jednocześnie, jedna zniweluje działanie drugiej.
Jednak nie zawsze jest to wykonalne, ze względu na przewagę któregoś typu odbiorników. Np. w zakładach przemysłowych mamy przewagę urządzeń indukcyjnych, a w biurowcach, halach magazynowych, jednostkach samorządu terytorialnego i podobnych instytucjach występuje przewaga urządzeń o charakterze pojemnościowym.
Odbiorniki o charakterze pojemnościowym:
Zasilacze komputerowe, ładowarki do telefonów komórkowych, oświetlenie LED, prostowniki, falowniki itp.
Odbiorniki o charakterze indukcyjnym: Silniki, klimatyzatory, urządzenia chłodnicze itp.
Jak widać na powyższych przykładach, osiągnięcie idealnej równowagi między poborem energii może być bardzo trudne. Właśnie dlatego mając zakład przemysłowy dobrze jest mieć zbilansowane urządzenia o charakterze indukcyjnym oraz pojemnościowym, aby niwelować koszty energii biernej i dodatkowe opłaty.
2. Dlaczego ponosimy koszty energii biernej?
W klasycznym przypadku wnosimy opłatę za energię czynną pobraną z sieci, czyli za pobrane kilowatogodziny (1kWh) oraz opłaty dystrybucyjne za dostarczenie energii. Jednak dla części odbiorców na fakturach występują dodatkowe pozycje na fakturze, czyli koszty energii biernej.
Występują one pod różnymi nazwami w zależności od dostawcy energii, czasami to ponadumowny pobór energii biernej, czasami po prostu energia bierna lub koszty energii biernej, z rozróżnieniem na energię bierną indukcyjną i energię bierną pojemnościową. Te drugie opłaty dotyczą tylko odbiorców, których urządzenia pobrały z sieci oprócz energii czynnej jeszcze inny rodzaj energii, a mianowicie energię bierną.
Zmienną jest tylko stosunek pobranej mocy czynnej do biernej, o którym mówi taki parametr jak współczynnik mocy tgfi. Jak się można domyślić, różne urządzenia posiadają różne parametry. Największy współczynnik mocy mają maszyny wyposażone w grzałki elektryczne. W nich prawie cała zużywana energia ma charakter czynny. Silniki pobierają już znaczną cześć mocy biernej w odniesieniu do czynnej, bo potrzebna jest im energia do wytworzenia pola magnetycznego w uzwojeniach. Zasilacze komputerowe, ładowarki też użytkują sporą cześć energii biernej na potrzeby wytwarzania pola elektrycznego wewnątrz urządzeń.
Moc bierna, mimo że jest ona niezbędna do funkcjonowania urządzeń elektrycznych, może jednak powodować nadmierne obciążenie sieci. Opłaty za energię bierną mają za zadanie w pewien sposób rekompensować te straty i jednocześnie zachęcać dużych odbiorców do kompensacji mocy biernej.
Opłaty za energię bierną na przestrzeni lat
Rozliczenie opłaty za energię bierną przez zakład energetyczny nie następuje w sposób bezpośredni poprzez odczyt wartości z licznika. Sposób obliczania opłat jest dostępny w taryfach dystrybucyjnych poszczególnych operatorów OSD. Koszty energii biernej zależą od ceny energii na rynku konkurencyjnym, współczynnika mocy tgfi oraz od wolumenu pobranej energii czynnej. Zapowiadane podwyżki cen energii znacząco wpływają na opłaty za energię bierną. Dane szacunkowe z URE (Urzędu Regulacji Energetyki) dobitnie pokazują wzrost kosztów. Szacunkowe kalkulacje opłaty dodatkowej przedstawiono poniżej na wykresie.
3. Co zrobić, żeby wyeliminować koszty energii biernej?
Czy można wyeliminować opłaty za energię bierną? Tak! W takich przypadkach należy przeciwdziałać mocą bierną o przeciwnym charakterze by wyjść na zero. Można to zrobić w naturalny sposób, odpowiednio bilansując działanie urządzeń. Nie zawsze jest to jednak możliwe w danym zakładzie – wiele zależy od jego indywidualnej specyfiki.
Istnieje jednak alternatywa, która pozwala równie skutecznie niwelować koszty energii biernej. Jest nią kompensacja mocy biernej urządzenia. Wykorzystywane do niej urządzenia w „sztuczny sposób” wytwarzają moc o przeciwnym charakterze, by zbilansować odbiór użytkownika do takiego poziomu by ustrzec się tych opłat.
Przy dopłatach za ponadumowny pobór energii biernej stosuje się dodatkowe kondensatory wpinane w postaci ich baterii wyposażone w regulator. Przy opłatach za energię bierną pojemnościową stosuje się dławiki kompensacyjne.
Uwaga – za kompensację mocy biernej, bo tak nazywa się ten proces, użytkownik nie ponosi żadnych opłat na rzecz dostawcy energii.
Energia bierna nie musi być dostarczana z elektrowni!
Energie bierną możemy wytworzyć sami, w przeciwieństwie do energii czynnej, która musi być dostarczona z sieci elektroenergetycznej lub źródeł wytwórczych. Urządzenia do wytwarzania energii biernej są urządzeniami statycznymi i nie wymagają żadnych dodatkowych zgód/zgłoszeń do zakładu energetycznego. Są to zwykłe szafki elektryczne wyposażone w kondensatory i dławiki kompensacyjne. Dodatkowo stosuje się układ sterowania dla montowanych urządzeń.
4. KOSZty energii biernej – Podsumowanie
Dostawcy energii regulują opłaty za energię bierną, ponieważ ta energia nie bierze się znikąd. Jeżeli sami lokalnie sobie jej nie wyprodukujemy, to ta energia będzie dostarczona z sieci elektroenergetycznej. Zakład energetyczny musi we własnym zakresie wyprodukować moc bierną w generatorach i przesłać ją do odbiorcy.
Płynący prąd związany z mocą bierną generuje dodatkowe straty w liniach elektroenergetycznych, za które nie chce dopłacać sam wytwórca energii. W związku z tym, że energie bierną możemy zbilansować lokalnie we własnej instalacji, działania operatorów OSD mają zachęcać do tego szczególnie te podmioty, dla których opłaty za energię bierną są wysokie.
Co zrobić aby zredukować koszty energii biernej?
- przede wszystkim przeanalizować rachunek za energię, ponieważ sami możemy podjąć działania, które będą miały wpływ na zmniejszenie kosztów energii biernej.
- przeprowadzić audyt i pomiary energetyczne, które dadzą nam informacje dotyczące charakteru poboru mocy i czasowych profili obciążeń.
- dobrać odpowiedni system do kompensacji mocy biernej.
Inżynierowie firmy Salwis służą poradą w każdym z tych tematów. Pomagamy zarówno w obrębie doradztwa, jak i przeprowadzenia audytu energetycznego, zwieńczonego raportem z dokładnym opisem przypadku i proponowanymi rozwiązaniami. Posiadamy niezbędne doświadczenie w projektowaniu systemów kompensacji.
Ile to kosztuje?
Zużytą energię bierną należy pomnożyć przez opłatę jednostkową, ustalaną odrębnie przez każdego dystrybutora (np. Tauron 0,65013 zł) i doliczyć podatek VAT (23%)
- Opłacalność stosowania kompensacji zaczyna się od około 300zł/miesięcznie.
- Czas zwrotu z inwestycji to ok. 3-15 miesięcy. Czym większe płacimy kary, tym szybciej zwróci się nam koszt kompensacji.
Podsumowując, opłaty za energię bierną można wyeliminować. Przy galopujących cenach energii każda oszczędność jest na wagę złota. Jesteśmy Ci wstanie pomóc, aby Twoje rachunki były niższe. Już dziś skontaktuj się z Salwis, a nasi doradcy przeprowadzą audyt i zaproponują rozwiązania Twoich problemów z dodatkowymi opłatami.
Zapraszamy do zapoznania się z ofertą firmy Salwis:
- Kompensacja mocy biernej
- Jakość energii elektrycznej w zakładzie przemysłowym
- Raport energetyczny przedsiębiorstwa
- Opłaty za energię bierną – komu i dlaczego?
Masz dodatkowe pytania?
Zapraszamy do bezpłatnych konsultacji