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En la industria eléctrica, es práctica usual corregir el factor de potencia mediante la instalación o conexión de un banco de capacitores, los cuales se diseñan o fabrican mediante factores diferentes, que se toman de acuerdo a la potencia reactiva de sistema eléctrico.

Este conjunto de capacitores miden el coseno fi, mediante un equipo eléctrico y agrega capacitores a medida que aumenta la carga inductiva, desconectándolos en caso de que bajara la carga inductiva; por ello se le llama banco, por estar conformado por varios capacitores que se conectan y desconectan, controlados por un cerebro electrónico.
Algunas cargas eléctricas, utilizan campos magnéticos en su principio de funcionamiento, tales como motores, transformadores o balastos. A estas cargas, se les llama “cargas reactivo-inductivas”, que consumen parte de la energía que reciben, en generar este campo magnético, que es indispensable para que se mantengan  en marcha, pero que no es su finalidad.

La creciente demanda de energía eléctrica, exige altas inversiones en generación de energía para atender la tasa de desenvolvimiento global, tanto en los países emergentes donde la población ha conquistado mayor acceso a los bienes de consumo, además de los países desarrollados, donde la eficiencia energética ha sido objeto de atención como forma de reducir altas inversiones en generación de energía. Estas inversiones, además de planeadas a medio y largo plazo, implican el uso de recursos naturales cada vez más escasos y sujetos a presiones ambientales que causan estragos en el equilibrio de la naturaleza.

Hoy en día, la penalización por un bajo factor de potencia se ha multiplicado, y por ende las industrias afectadas han visto un incremento innecesario en su gasto eléctrico. Sin embargo, al utilizar los dispositivos de corrección eléctrica, se compensa el factor potencia, por lo que se adaptará a las variaciones que presente la carga eléctrica. Estos equipos comúnmente se instalan en los sistemas eléctricos de mediana y alta tensión, de esta manera el factor potencia se mantiene en los márgenes adecuados y se evitan los gastos innecesarios por penalizaciones, además de ayudar durante el arranque de motores y mantener un perfil de tensión adecuado.

Las cargas no lineales tales como; rectificadores, inversores, variadores de velocidad, hornos, etc., absorben de la red, corrientes periódicas no senoidales. Estas corrientes están formadas por una  componente fundamental  de frecuencia 50 o 60 Hz, más una serie de corrientes superpuestas, de frecuencia múltiplos de la fundamental que denominamos: armónicos. Estas corrientes armónicas que circulan por la red eléctrica se reducen con la aplicación de un banco de capacitores, así evitamos una deformación de la corriente, como consecuencia de la tensión y evitamos pérdidas eléctricas, además de degaste en los equipos.

¿Qué es el factor potencia?
En términos simples, el factor de potencia mide la eficiencia del consumo eléctrico, a la hora de convertirlo en potencia útil, como luz, calor o movimiento mecánico. En términos técnicos, es el ratio de potencia activa o útil medida en kilovatios (kW) respecto a la potencia aparente total (potencia activa y reactiva) medida en kilovoltio-amperios.
En la mayoría de las plantas, las cargas son inductivas y requieren  de un campo magnético para operar motores, transformadores y luminarias fluorescentes. Por su parte CFE provee y cobra la potencia producida por el campo magnético y la potencia utilizada; estas potencias se conocen como activa y reactiva.

  • Potencia Activa: Es la potencia capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo, se aprovecha como potencia útil. También se llama potencia media, real o verdadera y es debida a los dispositivos resistivos; su unidad de medida es el vatio (W).
  • Potencia Reactiva: Los motores y transformadores, requieren de un campo magnético para su funcionamiento. Esta energía no se convierte en trabajo. Se mide en VAR.
  • Potencia Aparente: Es la suma fasorial de las dos potencias anteriores

¿Qué es un capacitor?
Se trata de un componente eléctrico pasivo, que al ser conectado en paralelo con una de las cargas inductivas y dimensionándolo correctamente, su presencia hará que no sea necesario entregar  energía al conjunto para generar el campo magnético necesario para que la aplicación funcione. Tienen la capacidad de almacenar energía electrostática, la cual se halla en un campo eléctrico y se debe relacionar directamente con la carga eléctrica que se almacena en el dispositivo.

Por ejemplo, en el caso de un motor, si instalamos el capacitor adecuado, en paralelo con el mismo, no será necesario que la red entregue energía reactiva, así que la potencia sobre el eje de motor será la misma, pero en lugar de tomar de la red una corriente de 85 A, solo requerirá 55 A. Por ende, funcionará igual, pero ahorrando energía y con menos corriente.

Entonces, ¿Cuáles son las consecuencias por bajo factor de potencia?
Los bancos de capacitores se han usado cerca de 50 años para la compensación de los requerimientos de potencia reactiva y elevación de tensión en los sistemas de potencia. Cuando no se tiene una corrección del factor de potencia, las consecuencias por el bajo factor serán las siguientes:

  • Cuanto más bajo sea, mayor potencia aparente y mayor intensidad eficaz se debe proporcionar a la carga, para entregar una misma potencia activa.
  • Si el factor de potencial es bajo, para una determinada potencia útil consumida, la potencia aparente es mucho mayor, lo que afectará negativamente al cliente, quien es el receptor de la energía, así como para la empresa suministradora.
  • Penalización de la compañía suministradora.
  • La empresa suministradora deberá tener mayor capacidad de generación de potencia aparente.
  • Pérdidas por efecto joule en alimentadores, motores, transformadores.
  • Al aumentar la intensidad, aumentan también las caídas de tensión, lo que complica la regulación de la tensión, dando problemas de estabilidad en la red.
  • Limita la capacidad de transformadores (KVA)
  • Entre más bajo sea el factor de potencia, la penalización monetaria será mayor

La mejor manera de aumentar la oferta de energía ha sido combatir el desperdicio y aumentar la eficiencia energética. En Alta Tecnología sabemos que al mejorar el factor de potencia mediante la instalación de un banco de capacitores, se hará mucho más eficiente y racional en el consumo de energía eléctrica, evitando penalizaciones innecesarias. Si están buscando orientación, ¡Contáctenos! Tenemos más de 20 años de experiencia en el mercado.

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