Cómo calcular una batería de condensadores #2

Continuamos el ciclo de cómo calcular una batería de condensadores. Esta vez lo haremos a partir de los datos de una factura eléctrica. Veremos qué es un método rápido y sencillo, pero que también supone ciertos riesgos a tener en cuenta.

Penalizaciones por energía reactiva

¿Quién penaliza por energía reactiva?

El sistema tarifario español, vigente cuando escribo este post, obliga a tener un contador de energía reactiva a los usuarios con tarifa 3.0 (potencia contratada de más de 15 kW en BT), tarifas 3.1 (potencia contratada de más de 15 kW en AT) y tarifa 6.X (potencia contratada de más de 450 kW en AT).

Dejó fuera, por ahora, las tarifas 2.0 y 2.1 de la explicación (potencia contratada inferior a 15 kW), ya que en principio no están obligados a tener contador de energía reactiva, pero sí que existe un cierto “agujero” legal donde pueden ser penalizados. Lo explicaré en un próximo post.

¿Qué periodos son los que cuentas para penalizar?

En las tarifas 3.0 y 3.1 se penalizan los periodos P1 y P2, quedando exento el periodo P3.

En las tarifas 6.X se penalizan los periodos desde P1 a P5, quedando exento el periodo P6.

Hay que ir con cuidado ya que hay compañías eléctricas y comercializadoras que dividen las tarifas 3.0 y 3.1 en seis periodos. Eso no quiere decir que se tenga que tratar como una tarifa 6.X, sino que suelen diferenciar los consumos entre semana y los fines de semana y festivos (según cada caso).

Si te encuentras con ese caso, simplemente tienes que sumar los periodos P1 y P4, los periodos P2 y P5, y los periodos P3 y P6. De esta forma tendrás los datos más homogéneos y preparados para calcular la batería de condensadores.

Factor de potencia y excesos

El siguiente paso es calcular los excesos de energía reactiva en cada uno de los periodos penalizables.

El sistema tarifario que establece el método de cálculo vigente (RD 1164/2001) dice que:

El término (de facturación de energía reactiva) se aplicara … siempre que el consumo de energía reactiva exceda el 33% del consumo de energía activa durante el periodo de facturación considerado (cos phi < 0,95) y únicamente afectará a dicho exceso.

En otras palabras, puedes consumir un 33% de la energía activa del periodo en forma de energía reactiva, pero todo lo que te pases te lo cobran.

Por ejemplo, si en el periodo P1 has consumido 10000 kWh de energía activa y 7500 kvarh de energía reactiva, el exceso que sería penaliza le sería de 4200 kvarh.

A continuación se ha de calcular el factor de potencia de cada uno de los periodos. De esta forma podemos determinar el coste que tendrá el exceso de potencia reactiva en su respectivo periodo. Estos son los costes vigente según el valor de factor de potencia:

cos φ	€/kvarh
cos φ < 0,95 hasta cos φ = 0,8	0,041554
cos φ < 0,8	0,062332

La forma más sencilla de calcular el cos phi o factor de potencia es haciendo la siguiente operación:

cos φ=cos(tg-1(Erp/Eap))

donde Erp es la energía reactiva del periodo y Eap es la energía activa del periodo.

Utilizando el mismo ejemplo anterior nos dará un cos phi de 0,8, y por tanto, el importe a pagar en ese periodo será iguala a multiplicar 420 kWh de exceso por el coste de 0,041554 €/kWh, dando como resultado 174,53 €.

Repetimos el cálculo en todos los periodos penalizables y sumamos los importes. De esta forma se calcula el importe de las penalizaciones por energía reactiva.

Cálculo de la batería de condensadores

Para el cálculo de la batería de condensadores utilizaremos la misma fórmula que vimos en el anterior post del ciclo :

Qbateria=P x (tgφinicial-tgφfinal)

Donde la tenemos la tangente de phi inicial, que obtenemos a partir del coseno phi promedio calculado. La tangente de phi final, que en el caso de querer alcanzar un coseno de phi igual a 1, este toma por valor 0. Y finalmente tenemos el valor de la potencia activa, el cual lo podemos sustituir por la potencia contratada, el valor de lectura de maxímetro, o bien el resultado de dividir los kWh consumidos por las horas de funcionamiento de la instalación y los días que ha estado funcionando.

Así de rápido, así de sencillo.

Riesgos

Este método, aunque es muy ágil y rápido, comporta asumir ciertos riesgos.

• Tensión. En la factura no te indica la tensión del sistema a compensar. Puede ser que calcules una batería de condensadores pensando que es para un sistema de 400 V, y resulta que es a 230 V o 690 V. Informarse de la tensión antes de escoger el equipo.

• Fluctuaciones de potencia. En la factura tampoco nos indica si la demanda de potencia es constante, fluctúa lentamente o fluctúa muy rápido, como por ejemplo maquinaria de soldar, grúas, prensas, etc. En este caso sería necesario baterías con maniobra por tiristor.

• Armónicos. La factura no muestra la presencia de armónicos en la instalación, que en combinado con la impedancia del transformador, puede producir un fenómeno de resonancia paralelo si se instala una batería que no es la adecuada para compensar en una red polucionada por armónicos, ocasionando una amplificación de la distorsión en tensión de toda la instalación y la destrucción de los condensadores de la batería de forma prematura.

• Potencia reactiva mínima. Los valores de la factura nos facilita un cálculo de valores promedios. Si los pasos o escalones son demasiado grandes en potencia, en el caso de tener que compensar una potencia reactiva mínimo que se consume durante un relevante tiempo, hará que dichos pasos o escalones no actúen, dejando la instalación sin compensar.

• Desequilibrio de potencias. Tampoco se puede saber con la factura si la distribución de los consumos de potencia reactiva son los mismos por cada fase. La medida de un regulador en una fase inapropiada puede suponer un problema de subcompensación o sobrecompensación. Para ello se recomienda un regulador con medida trifásica real sobre las tres fases.

• Batería de condensadores existente. Si en la instalación ya hay instalada y en funcionamiento una o varias baterías de condensadores, independientemente de su estado, puede falsear los resultados de consumos reales de energía reactiva, y por tanto omitir en el cálculo la potencia que ya puede estar compensando las baterías existente.

Como veis, uno de estos factores nos puede enviar al traste nuestra decisión a la hora de escoger una batería de condensadores. Siempre, siempre, siempre es aconsejable hacer mediciones con un analizador de redes portátil.

Como siempre, muchas gracias por vuestros comentarios y por difundir este artículo. La ayuda siempre es bienvenida. Nos vemos en el próximo post 😀

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