¿Qué es la energía activa, la energía reactiva y el factor de potencia?

Energía activa

Los receptores eléctricos alimentados por corriente eléctrica transforman la energía eléctrica en trabajo mecánico y en calor. A este efecto útil se le denomina “energía activa” y se mide en kWh.

Los receptores formados por resistencias puras (aparatos de calefacción, lámparas incandescentes, etc.) consumen, exclusivamente, este tipo de energía.

Energía reactiva

Existen numerosos receptores, tales como motores, transformadores, reactancias, etc., que para funcionar necesitan que se formen campos magnéticos. Estos equipos, en general inductivos, absorben energía de la red para crear los campos magnéticos y la devuelven mientras desaparecen. Con este intercambio de energía, se provoca un consumo suplementario que no es aprovechable por los receptores. A esta energía se le denomina “energía reactiva” y se mide en kVArh. La energía reactiva provoca una sobrecarga en líneas, transformadores y generadores, sin llegar a producir un rendimiento útil. Sin embargo, la factura de energía sí la contabiliza, por lo que puede llegar a incrementarla en cantidades importantes.

Factor de potencia

Relaciona el consumo de energía activa y aparente de una instalación. La energía aparente a su vez depende de la energía activa y reactiva. Para un mismo consumo de energía activa, cuanto mayor es el consumo de energía reactiva menor es el factor de potencia y mayor es la penalización económica (en caso de que el cos fi sea inferior a un determinado valor).

¿Qué es la potencia aparente, la potencia activa y la potencia reactiva?

Potencia aparente

Es muy común al hacer cálculos rápidos sobre consumo de un aparato eléctrico (W) realizar la siguiente operación: mido la corriente (A) que circula por el equipo con una pinza amperimétrica y multiplico por la tensión (V) a la que se alimenta, normalmente 230V.
Éste cálculo no nos conduce a calcular la energía que nos factura nuestro suministrador de electricidad, llamada energía activa. El simple producto de la tensión por la corriente nos dará la potencia aparente y se mide en VA (voltiamperios), no en W (vatios), este término no va a ser de mucha utilidad para el usuario doméstico.

Potencia activa

La potencia aparente tiene dos componentes (suma geométrica) que son la potencia activa y la potencia reactiva, la primera de ellas es la que nos encontraremos en la factura de la luz de nuestra vivienda, (en la industria es diferente), cobrándonos unos bonitos €/kWh. Este término será el que realmente importa si lo que queremos es ver cuánto nos cuesta hacer funcionar un aparato eléctrico.

¿De dónde sale todo esto?

El voltaje que llega a nuestra vivienda es tensión alterna, esto quiere decir que oscila muy rápido en el tiempo entre dos valores tal y como vemos en el gráfico.

Como consecuencia, la corriente también será alterna, pero según la carga que conectemos (electrodoméstico, luces, etc…) estará más o menos desfasada con respecto a la tensión. Esto quiere decir que si conectamos un osciloscopio veremos que la intensidad alcanzará su máximo algo después que el voltaje.

No vamos a entrar en el porqué, pero en general las cargas resistivas (resistencias, radiadores, etc) consumen solamente energía activa, por lo tanto tendremos una gráfica donde los picos de tensión y corriente coinciden en el tiempo. En estos casos la potencia aparente será casi igual a la activa así que medir corriente y multiplicar por voltaje podría ser una forma bastante aproximada de conocer la potencia consumida.

Potencia reactiva

Si la tensión y la corriente se desfasan porque la carga que tengo conectada así lo requiere (aparatos con bobinas en su interior), entonces aparece la famosa energía reactiva, que hace que la potencia aparente se diferencie bastante de la activa (la que nos cobran).

¿Cómo se compensa la energía reactiva?

Existen formas de compensar la energía reactiva (disminuirla), normalmente se basan en instalar condensadores que compensan las cargas inductivas (bobinas) con cargas capacitivas (condensadores).

Esta es en definitiva la propuesta que hacemos en el presente informe, compensaremos la energía reactiva utilizando una batería de condensadores, adecuada a la instalación.

¿Qué implica el consumo de energía reactiva?

Por todo lo que se ha explicado hasta ahora, existe una regulación por BOE, que dice que si generamos más del 33% de energía reactiva con respecto a la energía activa que consumimos, seremos sancionamos económicamente.

El factor de potencia es un indicador de dicho aprovechamiento, el cual puede tomar valores entre 0 y 1. Por ejemplo, si el factor de potencia es igual a 0,80, indica que del total de la energía suministrada (100%) sólo el 80% es energía activa o útil.

Cuando el factor de potencia es inferior a 0,85 indica que existen elementos consumidores de energía con elevados consumos de energía reactiva, esto produce una excesiva circulación de corriente eléctrica en las instalaciones y en las redes de la distribuidora eléctrica, con los consecuentes daños por efectos de sobrecargas, provocando además variaciones de tensión que afectan al rendimiento y funcionamiento de los aparatos eléctricos.

Para evitar estos perjuicios se deben detectar los excesos e inducir a la corrección.

¿Cómo se detecta el exceso?

En suministros de Tarifa 2.x: La existencia de energía reactiva no es registrada por el contador. Por tal motivo, la compañía distribuidora debe realizar mediciones en cada domicilio.

En suministros de Tarifa 3.x: La existencia de energía reactiva es registrado por el contador de medida.

¿Cuándo y cómo se factura?

Ante un suministro con bajo factor de potencia (inferior a 0,85), se notifica al cliente el valor resultante de la medición y el plazo establecido para su corrección.

En caso de que no se compense el factor de potencia se procede a facturar dicha energía.

Los recargos establecidos por la normativa en vigor para el bajo factor de potencia son:

· entre 0,85 y 0,75: 10% de recargo

· menor a 0,75: 20% de recargo

El recargo correspondiente se aplica sobre el importe total de su habitual consumo (Tarifa 2.x: cargo fijo + energía) (Tarifa 3.x: cargo por potencia + energía). Dicho cantidad se indica en la factura en el “Concepto Energía Reactiva”

¿Cuál es la solución?

La energía reactiva se compensa con baterías de condensadores, correctamente dimensionadas e instaladas, de esta forma adaptarán el factor de potencia a los valores normalizados con el fin de evitar el recargo por consumo de energía reactiva.