Il fattore di potenza, in pratica, è il rapporto tra potenza di lavoro e potenza apparente o potenza richiesta. Il fattore di potenza è un'espressione dell'efficienza energetica, laddove un valore percentuale più elevato indica un utilizzo più efficiente dell’energia, mentre un valore percentuale più basso indica un utilizzo meno efficiente dell’energia. Per calcolare il fattore di potenza, dividere la potenza di lavoro (kW) per la potenza apparente (kVA). Sebbene un’efficienza del 100% possa non essere realistica, ci sono alcune cose che permettono di migliorare il fattore di potenza.
In talune situazioni, i condensatori di correzione del fattore di potenza possono contribuire a migliorare il fattore di potenza.
Qual è il fattore di potenza ideale?
Un fattore di potenza basso implica che non si sta utilizzando in modo efficiente l’energia che si sta pagando. A fattori di potenza inferiori, è richiesta una potenza apparente (kVA) maggiore per produrre la potenza di lavoro (kW). Un fattore di potenza più elevato è più ottimale di uno più basso, perché indica che si sta utilizzando l’energia in modo più efficace. Un valore di riferimento comune per il fattore di potenza è del 95%. Verificate con il vostro fornitore di energia elettrica il valore limite utilizzato: molti fornitori di energia elettrica addebitano ai clienti costi supplementari dovuti a un fattore di potenza scadente.
Misurazione e gestione dell’impiego dell’energia
Misurando l'energia e la Power Quality si avrà un’idea dell’andamento energetico del proprio stabilimento e si imparerà a mantenere quest’ultimo in funzione in modo continuo ed efficiente. La gestione strategica dell'energia è fondamentale per ridurre il consumo di energia e gli importi delle relative fatture. Un motivo per migliorare il fattore di potenza è la riduzione, o perfino l’eliminazione, delle penalità e delle maggiorazioni tariffarie subite dalla vostra utenza energetica.
A tal fine, occorre sapere dove finisce la propria energia ogni mese. Innazitutto è necessario misurare e registrare i dati sull'energia delle proprie apparecchiature e dei propri impianti. Il tipo di strumento necessario per farlo dipende dalla propria struttura e dalle proprie esigenze. Uno strumento multiuso può calcolare la perdita di energia e acquisire forme d'onda ad alta risoluzione di tensione e corrente trifase, mentre un altro strumento potrebbe fornire dati immediati sullo stato della Power Quality. È importante conoscere il livello di armoniche nella corrente assorbita. Una misurazione della distorsione armonica totale (THD) può aiutare a scoprire se è necessario un filtraggio. E ricordate, il fornitore di energia può incidere solo sulla qualità della tensione. Può richiedere solo che siano allacciati carichi omologati e non è responsabile della corrente che circola a causa dell’impianto del cliente.
Passi per ottenere un fattore di potenza migliore
L'induttanza di un motore e le correnti armoniche sono due aspetti comuni che contribuiscono a un fattore di potenza scadente. Per migliorare il fattore di potenza è necessario determinare la causa all’origine del fattore di potenza insoddisfacente.
In presenza di corrente induttiva, l'aggiunta di condensatori di correzione del fattore di potenza (dispositivi di immagazzinamento dell'energia) all’impianto di distribuzione dell’energia elettrica dello stabilimento è una soluzione diffusa. I condensatori di correzione del fattore di potenza richiedono un'ispezione regolare e preferibilmente una manutenzione preventiva ma in condizioni normali funzionano senza problemi per molti anni.
Se la causa del basso fattore di potenza sono le armoniche, allora la soluzione è un economico filtraggio passivo fi tipo LC (induttore-condensatore).
Per situazioni più complesse, è necessario un filtraggio attivo. Questo tipo di filtraggio compensa le correnti reattive, le correnti armoniche e le correnti sbilanciate.
Un errore comune è l'utilizzo di condensatori per attenuare le correnti armoniche. Per le armoniche di ordine superiore, un condensatore si comporta come un cortocircuito. A causa della resistenza interna, il condensatore si riscalda e ha una durata drasticamente ridotta perché l'elettrolito interno vaporizza.