Wydatki na energię elektryczną to dla wielu firm kluczowy koszt prowadzenia działalności biznesowej. Długofalowy proces wzrostu cen prądu nie pozostaje bez echa dla możliwości produkcyjnych i polityki konkurencyjnej. Już dziś cena energii elektrycznej w kontrakcie terminowym przekracza 2000 złotych za MWh. Propozycje dystrybutorów energii są jeszcze mniej opłacalne. Jak sobie poradzić z tą sytuacją? Dobrym pomysłem może być kompensacja mocy biernej.

Moc bierna vs. Moc czynna

Wszystkie osoby pobierające energię elektryczną z sieci płacą nie tylko za prąd zamieniany na pracę użyteczną czy ciepło, ale także za energię bierną. Ten typ energii nie wiąże się z bezpośrednią konwersją na pracę, ale jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania wielu urządzeń (np. silników i transformatorów). Jest też istotnym źródłem kosztów wszędzie tam, gdzie pobór energii biernej jest ponadumowny. Z tego względu jednym ze skuteczniejszych sposobów na optymalizację kosztów stałych w firmie jest kompensacja mocy biernej.

Moc bierna – co to jest?

W kontekście energii elektrycznej rozróżniamy trzy rodzaje mocy: moc czynną, bierną i pozorną. Pierwsza z nich zamieniana jest na moc użytkową, którą pobierają urządzenia elektryczne podczas ich użytkowania. Moc bierna występuje między źródłem a konkretnym odbiornikiem energii. Z kolei moc pozorna stanowi sumę wektorową dwóch pierwszych. Z punktu widzenia niniejszego artykułu kluczowa jest energia bierna, którą dzielimy na:

• moc bierną pojemnościową – związana jest z kondensatorami, oświetleniem LED lub długimi odcinkami kabli będącymi pod napięciem. Energia bierna pojemnościowa jest oddawana do sieci elektroenergetycznej.
• moc bierną indukcyjną – związana jest z elementami indukcyjnymi takimi jak np. silniki, piece indukcyjne, dławiki, transformatory. Pobieranie z sieci jest niezbędne do wytworzenia pola magnetycznego.

Mimo, że występowanie mocy biernej nie skutkuje wykonaniem żadnej konkretnej pracy czy dostarczeniem energii, jej obecność jest niezbędna do prawidłowego działania urządzeń elektrycznych.

Opłaty za moc bierną

Moc bierna generuje przepływ energii, która dodatkowo (poza mocą czynną) obciąża sieci dystrybucyjne. Skoro zatem moc bierna pojemnościowa i indukcyjna występują w każdym obiekcie, można się spodziewać, że są pobierane za nie opłaty. I faktycznie tak jest, choć nie zawsze wygląda to podobnie. Szczegółowe wytyczne w tym zakresie zostały sformułowane w „Rozporządzeniu Ministra Energii z dnia 6 marca 2019 r. w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną”.

Zgodnie z § 45, pkt. 1 dokumentu, opłaty są naliczane za “ponadumowny pobór energii biernej przez odbiorcę”. Rozumie się przez to taką ilość energii biernej, która odpowiada:

• 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.

Dystrybutorzy naliczają opłaty oddzielnie za energię bierną pojemnościową i indukcyjną. Pierwsza z nich ma szczególnie niekorzystny wpływ na sieć, przez co zawsze stanowi podstawę do doliczenia do rachunku za prąd. Moc bierna indukcyjna jest naliczana, gdy współczynnik mocy przekracza dopuszczalną granicę, określoną w umowie o świadczenie usług dystrybucji lub umowy kompleksowej. Jej wysokość jest każdorazowo szacowana z uwzględnieniem wzoru ujętego w § 45, pkt. 6 przywołanego rozporządzenia.

Kompensacja mocy biernej

Skoro użytkowanie mocy biernej wiąże się z dodatkowymi wydatkami, warto pomyśleć o odpowiednim zarządzaniu. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu kompensatorów mocy biernej. O co chodzi? Przede wszystkim warto zdać sobie sprawę, że moc bierna pojemnościowa i moc bierna indukcyjna mają przeciwne znaki. Jeśli zatem zastosujemy w pobliżu urządzenia generującego określony typ mocy biernej, inny typ urządzenia równoważący jego pracę, nie będzie potrzeby transportowania jej poprzez sieć elektroenergetyczną. W praktyce wygląda to tak, że przy sprzętach wykorzystujących transformatory, przyłącza się baterie kondensatorów mocy biernej, z kolei do kompensacji mocy biernej pojemnościowej wykorzystuje się baterie dławików indukcyjnych.

Kompensacja mocy biernej w domu i firmie – jak przebiega?

Kompensacja mocy biernej może przebiegać na różnych poziomach:

• dla poszczególnych urządzeń,
• w określonych fragmentach sieci,
• centralnie, dla całego obiektu.

To, który z nich wykorzystać, zależy w dużej mierze od bieżących potrzeb. W analizie bierze się pod uwagę między innymi ilość sprzętów wymagających użycia mocy biernej, liczbę przyłączy czy poziom zaburzeń w sieci. Im większy obiekt, tym naturalniej kwestie doboru kompensatorów mocy biernej będą bardziej skomplikowane. W dużej firmie, gdzie opłaty związane z energią bierną są wysokie, niezbędne jest przeprowadzenie szczegółowego audytu, który określi zakres niezbędnych prac oraz zasadność ekonomiczną przedsięwzięcia. W typowych domkach jednorodzinnych temat kompensacji mocy biernej nie jest zbyt popularny, bo też opłaty widniejące na fakturach są raczej niewysokie. Żeby zoptymalizować gospodarowania energią elektryczną, często wystarczy dociążyć nieobciążone silniki lub wymienić je na mniejsze.

Kompensacja mocy biernej – czy to się opłaca

Temat opłacalności kompensacji mocy biernej w domu i firmie nie jest jednoznaczny. Pierwszym krokiem, jaki należy podjąć w celu wyeliminowania opłat z tego tytułu, jest dokładne badanie faktur za prąd. Jak napisano powyżej, opłaty za moc bierną pojemnościową pobierane są zawsze, z kolei wystąpienie dodatkowego kosztu energii indukcyjnej, wiąże się z przekroczeniem limitu. Jeśli łączne wydatki na moc bierną stanowią istotny element naszego rachunku (czasami zdarza się, że jest to nawet 30%), czas na podjęcie odpowiednich działań. Skuteczna niwelacja może zmniejszyć wydatki na prąd o ponad 6%! Warto przy tym pamiętać, że dobór i zakup kompensatorów mocy biernej wiąże się z wydatkami. Jak przy każdej inwestycji, także w tym wypadku występuje ryzyko podjęcia błędnej decyzji, postawienia na sprzęt, który działa zawodnie i szybko się zużywa. Dobrym pomysłem jest zostawienie tej sprawy specjaliście. Taka osoba zaproponuje urządzenia cechujące się wysoką sprawnością i trwałością. Dobierze je zgodnie z najlepszą praktyką kompensacji mocy biernej. Przyczyni się do tego, że nasza inwestycja zwróci się w ciągu kilkunastu miesięcy.

Kompensacja mocy biernej pojemnościowej i indukcyjnej – podsumowanie

Każdy mieszkaniec korzystający z energii elektrycznej zużywa trzy rodzaje mocy: moc czynną, bierną i pozorną. Choć moc bierna nie dostarcza konkretnych efektów w postaci np. wykonanej pracy, dystrybutorzy pobierają za nią opłaty. Na koszty związane z oddawaniem i poborem mocy narażone są szczególnie przedsiębiorstwa, gdzie wykorzystuje się urządzenia generujące odchylenia w przepływie mocy. Jeśli w wyniku ponadumownego poboru energii biernej przez odbiorcę rachunki zwiększają się o kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt procent, warto rozważyć użycie urządzeń kompensujących. Taka inwestycja pozwala na szybki zwrot z inwestycji i zrównoważenie budżetu jednostki.