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L'energia reattiva: come e perché si misura.

Domanda:

Buongiorno, ho visto che per i contratti di fornitura elettrica di tipo aziendale esistono due contatori, uno per l'energia attiva ed uno per quella reattiva. Vorrei chiederLe che cos'è l'energia reattiva, da cosa è prodotta e come si misura. Grazie

Risponde admin

L'energia reattiva si misura con il contatore che è stato installato. La sua unità di misura, nel sistema MKSA, è il varsecondo. Il contatore usa un multiplo come unità: il kvarora (1 kvarh = 3.600.000 varsecondi). L'energia reattiva non dà luogo ad un consumo energetico; corrisponde alla massima energia che generatore ed utilizzatore si sono scambiati, non per una reciproca cortesia, ma per la necessità dell'utilizzatore, nello svolgere il lavoro ad esso richiesto, di immagazzinare e restituire, con una frequenza doppia della frequenza di rete, un picco di energia, che, valutato per ogni secondo, corrisponde alla potenza detta reattiva, Q. Per uscire dall'astrazione pensiamo ad un motore elettrico asincrono. Il lavoro utile lo fornisce l'albero, ed è dato dalla energia attiva assorbita dalla rete, i chilowattora, prodotto della potenza attiva P(kW) per il tempo di funzionamento (ore), diminuita dell'energia che si trasforma in calore all'interno del motore, che è pure energia attiva. Il motore necessita, per svolgere il lavoro utile, di un campo magnetico che, ruotando, trascina in rotazione il rotore. Il campo magnetico rotante è ottenuto da campi magnetici oscillanti. Il campo magnetico è un contenitore di energia quindi, oscillando, immagazzina e restituisce un picco di energia. Come del resto un qualsiasi corpo che, oscillando, si pensi ad un pendolo, acquista energia cinetica quando la sollecitazione gli fa acquistare velocità, energia che restituisce quando la sollecitazione lo rallenta. L'energia reattiva, nel caso di un motore, è dunque l'energia del suo campo magnetico, indispensabile al suo funzionamento. Per questo si dice che il motore assorbe dalla linea oltre alla potenza attiva anche una potenza reattiva. Ma la potenza reattiva non dà consumi, perché è un'energia di scambio tra motore e linea. Ed allora perché misurarla? Perché pagare una penale se supera una data percentuale di energia attiva? Perché ridurla con il cosiddetto rifasamento? Che senso ha ridurla se è necessaria? L'energia reattiva necessaria, ad un motore asincrono, come del resto ad un trasformatore, non può essere ridotta e non viene ridotta in effetti; ciò che si riduce è la parte di essa che oscilla lungo la linea. Si predispongono, alla fine della linea, dei condensatori che immagazzinano energia quando il campo magnetico la cede e la cedono quando il campo magnetico la richiede. I condensatori funzionano quindi come generatori locali dell'energia magnetica per il motore. Il beneficio è, come detto, la riduzione della potenza reattiva circolante in linea e, con essa, dell'intensità di corrente nella linea. Ciò riduce le perdite per effetto joule (calore) nei conduttori aumentando il rendimento della linea. L'energia persa in linea è una energia attiva che il generatore produce ma che il contatore dell'utente non misura. Per questo si stabilisce, contrattualmente, un costo aggiuntivo sul prezzo dell'energia, se l'utente lavora con un fattore di potenza inferiore ad un valore prestabilito, il che significa richiedere dalla linea una potenza reattiva superiore alla percentuale stabilita, che, nel caso di fattore di potenza contrattuale pari a 0.9, corrisponde al 48% della potenza attiva. Per approfondimenti teorici si può leggere questa pagina
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Commenti e note

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di ,

Meglio porre domande di questo tipo nel forum

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di ,

Piccola precisazione:Naturalmente per conoscere le perdite è necessario conoscere la resistenze offerta dalle linee,la mia richiesta era più che altro se esistono dati statistici in merito in modo da poter sommariamente quantificare il risparmio di energia dissipata sulle linee.

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di ,

Salve Admin, volevo ringraziarla per le sue spiegazioni sempre utilissime.Vorrei però farle alcune domande riguardo al rifasamento..Glielo chiedo perchè sto preparando la mia tesi in Ingegneria Gestionale su i risparmi conseguibili nelle aziende e a parte un esame di Fisica II non abbiamo fatto nessun esame di elettrotecnica,quello che so l'ho imparato da autodidatta. 1)se l'utente finale non effettua l'intervento di rifasamento,dovrà essere il distributore ad effettuarlo presso le proprie stazioni di trasformazione o di generazione,giusto?In pratica l'utente rifasando solleva sia il distributore dalla necessità di installare condensatori e inoltre fa diminuire le perdite connesse a una maggiore circolazione di potenza,mi conferma la cosa? 2) è possibile stimare a quanto ammontino le perdite di rete causate da una maggiore circolazione di corrente sulle linee???mi corregga se sbaglio: Supponiamo di avere un motore da 1,1 KW con fattore di potenza 0,7.La corrente che questo motore necessiterebbe nel caso in cui il fattore di potenza fosse unitario sarebbe 1,1/220=5 Ampere.Poichè la corrente "attiva" è uguale a corrente apparente*cos(phi) allora Iapparente=I attiva/cos(phi)=5/0,7= 7,14 A. Ora come si calcolano le perdite di rete per effetto Joule associate a questi 2,14 A in più?E' possibile calcolare le perdite di rete risparmiate al distributore sapendo che prima del rifasamento il cos(phi)= 0,85,dopo è 0,92 e la potenza massima impegnata nel mese è 110 Kw,con un consumo medio di energia attiva nel mese di 27000 KWh? 3): è possibile calcolare l'abbassamento di tensione provocato dal un fattore di potenza basso?L'abbassamento interessa la linea che va dal generatore all'utilizzatore?A parte le conseguenze tecniche che conseguenze economiche ha per il distributore o per il cliente??? 4) in seguito a un intervento di rifasamento che supponiamo porti il cos(phi)=1 la linea a monte del rifasatore e a valle dell'utilizzatore non ha più corrente e tensioni sfasate giusto?

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di Paolo,

Interessante e utile informazione. Ma come si può correggere? Quale alternativa alla richiesta di un contatore di maggior potenza? Quali precauzioni adottare?

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di Pio,

Voglio ringraziare l'autore dell'articolo per la sua chiarezza (l'esempio del pendolo è stato essenziale per capire il campo magnetico rotante). Inoltre vorrei far notare che il link per gli approfondimenti non funziona. Grazie ancora. Pio

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di Federico,

È utile sapere che i consumi di energia reattiva si possono ridurre anche in casa (per eliminare un po' di sprechi, anche se non sono la cosa piú importante), ad esempio mettendo al computer un alimentatore ad alta efficienza (80plus) con correzione del fattore di potenza.

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di Emmanuele,

Buongiorno a tutti, Ho un problema!Ho deciso di installare un impianto fotovoltaico per uso privato,in particolare ho la necessità di utilizzare delle pompe per l'irrigazione del mio campo.Come ben sapete prima di realizzare un impianto fotovoltaico è necessario calcolare il reale consumo di energia nell'arco di un anno. Nella mia bolletta compaiono due voci: energia attiva ed energia reattiva. La domanda è questa: nel calcolo dei cosumi devo considerare l'energia attiva + energia reattiva, o solamente quella attiva? Ecco i dati: dal 26/04/2007 al 27/05/2008 energia attiva=35340kWh dal 26/04/2007 al 27/05/2008 energia reattiva=17810kWh Cordiali Saluti Emmanuele

Risposta automatica: è una domanda da porre nel forum.

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di francesco,

cercavo un qualcosa che al di la dei numeri mi spiegasse cosa realmente fosse questa benedetta potenza reattiva... utilissimo direi :) grazie

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di Roberto,

Per Alex : Ti dico io quello che devi sapere per capire. Devi sapere che non c'è niente da capire, ma tutto da imparare. Good by zuccone.

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di Ema,

Complimenti all'autore che è riuscito con parole semplici a far luce su un argomento non proprio così banale. A chi critica la poca chiarezza basti pensare che all'autore sarebbe stato senz'altro più semplice tirare in ballo i numero complessi e cavarsela con solo due semplici righe di formule. Un saluto.

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di ,

Pensa, Alex, che io mi sono sforzato di scrivere una risposta abbastanza esauriente, abbastanza chiara e non banale. Pensavo anche di esserci riuscito, almeno per l'utente medio, diciamo. Un'illusione evidentemente. Non so se posso fare di più, ma ne dubito, più di te che hai ritenuto inutile, o addirittura impossibile, chiedere un chiarimento. D'altra parte avresti dovuto partire dalle virgole, prima ancora che dalle parole e tantomeno dalle frasi. Meglio tralasciare allora e cercare di capire almeno Kant. Spero ad ogni modo che tu possa trovare qualcuno in grado di spiegare quel che per me è risultato impossibile.

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di alex,

E' praticamente impossibile capirci una virgola. ...ma proprio una, una sola. Grazie lo stesso. (azz...credevo che la critica della ragion pura di Kant fosse difficile...tzè! una bazzecola al confronto.. )

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di Giorgio Luigi,

per i profani sarebbe meglio usare un linguaggio meno tecnico e più diretto

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di Enrico,

Veramente chiaro: grazie.

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