Na fakturze za dostawy energii elektrycznej znajduje się wiele pozycji. Przedsiębiorcy, którzy posiadają moc umowną przyłącza wyższą niż 40 kW, obok opłat abonamentowych czy przesyłowych mogą znaleźć także energię bierną pojemnościową lub indukcyjną. To zresztą niejedyne podmioty potencjalnie obciążane dodatkową opłatą. Co to jest energia bierna? Czym różni się od energii czynnej? Na czym polega kompensacja mocy biernej w domu? Między innymi o tych kwestiach będzie traktował niniejszy artykuł.

Energia bierna – co to jest?

Energia czynna to inaczej wolumen pobranej energii elektrycznej w danej porze doby. To ona zasila urządzenia i maszyny znajdujące się w gospodarstwie domowym, biurze czy zakładzie przemysłowym. Inaczej mówiąc, energia czynna jest zamieniana na użyteczną pracę lub ciepło. Nieco inaczej działa energia bierna. Co to jest? W tym wypadku nie mówimy o zużyciu, ale o krążeniu energii pomiędzy siecią a odbiornikiem. Energia bierna indukcyjna pobierana jest między innymi przez silniki i transformatory, z kolei energia bierna pojemnościowa zasila na przykład świetlówki LED, liczniki czy długie linie kablowe. Jakie zatem urządzenia domowe i biurowe generują moc bierną? Są to między innymi: piece indukcyjne, zasilacze, wiertarki, odkurzacze czy miksery. Z uwagi na to, że energia bierna (inaczej moc bierna) stanowi dodatkowe obciążenie sieci przesyłowych, zakłady energetyczne stosują dodatkowe opłaty.

Moc bierna – jednostka

W czym mierzona jest moc bierna? Jednostka war (wolt amper reaktancyjny) wywodzi się z angielskiego Volt Ampere Reactive i liczona jest jako iloczyn wolta i ampera.

Energia bierna – podstawowe regulacje prawne

Podstawowym dokumentem regulującym kwestie mocy biernej jest Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 6 marca 2019 roku w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną. W §45 unormowano pojęcie ponadumownego poboru energii biernej, który jest podstawą naliczania opłat przez sprzedawców. Rozumiemy przez niego ilość energii elektrycznej biernej odpowiadającej:

• współczynnikowi mocy tgφ wyższemu od umownego współczynnika tgφ0 (niedokompensowanie) i stanowiącą nadwyżkę energii biernej indukcyjnej ponad ilość odpowiadającą wartości współczynnika tgφ0 lub
• indukcyjnemu współczynnikowi mocy przy braku poboru energii elektrycznej czynnej, lub
• pojemnościowemu współczynnikowi mocy (przekompensowanie) zarówno przy poborze energii elektrycznej czynnej, jak i przy braku takiego poboru.

Ujęty w wymienionym przepisie współczynnik tgφ określa stopień szkodliwości oddziaływania energii biernej indukcyjnej na sieć. Im wyższą przybiera wartość, tym gorzej dla klienta. W szacunkach dokonywanych przez zakład energetyczny przyjmuje się średni współczynnik za okres rozliczeniowy. Do naliczenia opłat pomija się chwilowe przekroczenia zadanego współczynnika tg φ0 (przez zadaną wartość rozumiemy zazwyczaj poziom 0,4). W praktyce oznacza to, że na 1W energii pobranej z sieci, odbiorca może bez dodatkowych opłat pobrać maksymalnie 0,4 war mocy biernej. Energia bierna pojemnościowa ma bardziej niekorzystny wpływ na sieci i z tego tytułu opłaty są naliczane za każdą wytworzoną ilość:

Energia czynna i bierna – kto ponosi opłaty?

Kary związane z ponadumownym poborem mocy biernej ponoszą odbiorcy zasilani z sieci średniego i wysokiego napięcia. Chodzi zatem o podmioty korzystające z taryfy A lub B. Zdarza się także, że kara nakładana jest na przedsiębiorstwa działające w oparciu o taryfę C. Poza nielicznymi wyjątkami z opłat za pobór energii biernej zwolnieni są odbiorcy indywidualni, korzystający z wszystkich taryf G.

Jednostki, które zdecydują się na montaż odnawialnych źródeł energii, czyli na przykład użytkownicy fotowoltaiki, mają bezwzględny obowiązek wymiany dotychczasowego licznika. Gdy zaczną użytkować nowe urządzenie, na fakturze mogą zostać uwidocznione opłaty z tytułu użytkowania energii biernej. Decyzja o rozpoczęciu naliczania opłat leży w gestii operatora sieci dystrybucyjnej. W przypadku instalacji o mocy nieprzekraczającej 5 kWp normy nie powinny być jednak przekraczane.

Kompensacja mocy biernej w domu i firmie

Wysokość rachunków z tytułu mocy biernej pojemnościowej i indukcyjnej może być istotna dla zachowania równowagi budżetowej firmy. Kontrola poziomu prądu biernego jest dziś kluczowym elementem rozwoju organizacji, które użytkują dużo źródeł generujących potrzebę dostarczenia energii biernej. Mowa tu między innymi o biurowcach, sklepach wielkopowierzchniowych czy lokalach gastronomicznych. Na czym polega kompensacja mocy biernej w domu czy w przedsiębiorstwie? Najprostszym sposobem na zmniejszenie poboru energii biernej indukcyjnej jest przyłączenie baterii kondensatorów. W przypadku mocy biernej pojemnościowej stosuje się baterie dławików indukcyjnych. Innymi urządzeniami, które mogą być wykorzystane do tych celów, są:

• układy hybrydowe – zawierające jednocześnie dławiki i kondensatory kompensacyjne,
• kompensatory dynamiczne.

Prąd bierny – na czym polega kompensacja?

Zasada działania wymienionych baterii jest bardzo prosta. Wytwarza ona moc przeciwną do energii biernej w pobliżu danego odbiornika. Dzięki temu nie ma konieczności transportowania jej poprzez sieć elektroenergetyczną. Po zamontowaniu urządzenia kompensacyjnego moc bierna przepływa na linii kompensator – odbiornik, a użytkownik nie musi uiszczać dodatkowych opłat do sprzedawcy energii. Tak przeprowadzony proces nazywamy właśnie kompensacją mocy biernej. Możemy ją przeprowadzać w domu jednorodzinnym, gospodarstwie rolnym, firmie czy w instytucjach publicznych. Kompensacja jest szczególnie efektywna w eliminacji energii biernej indukcyjnej. Przed jej przeprowadzeniem warto dokonać rachunku ekonomicznego. Zazwyczaj w przypadku małych instalacji fotowoltaicznych zastosowanie urządzeń kompensujących nie opłaca się (wyższy jest koszt zakupu i montażu niż potencjalne oszczędności). Zupełnie inaczej prezentuje się sytuacja na farmach fotowoltaicznych.

Kompensacja mocy biernej na farmach fotowoltaicznych

Jeśli opłata za moc bierną przekracza w skali rocznej kilka tysięcy złotych, warto zainwestować w odpowiedni kompensator. W przypadku farm fotowoltaicznych urządzeniami generującymi pobór są między innymi przewody solarne, optymalizatory mocy czy falowniki. Z uwagi na dużą skalę działania, firmy zarządzające elektrownią PV chętnie korzystają z dławików kompensacyjnych, które minimalizują koszty mocy biernej pojemnościowej. Ich działanie polega przede wszystkim na manipulowaniu współczynnikiem mocy cos φ w taki sposób, aby dążył on do poziomu 1 i nie przekraczał wartości granicznej tg φ. Dzięki temu rentowność inwestycji w farmę fotowoltaiczną jest jeszcze większa.

Analizę i dobór komponentów kompensujących moc bierną warto pozostawić specjaliście. W przypadku uwidocznienia na rachunkach opłat za energię bierną w kwocie przekraczającej 200-300 złotych miesięcznie zachęcamy do kontaktu z doradcami MAAT4.