Obliczanie zużytej energii elektrycznejdomowe lub przemysłowe urządzenie elektryczne, jest zwykle wytwarzane z uwzględnieniem całkowitej mocy prądu elektrycznego przepływającego przez mierzony obwód elektryczny. Jednocześnie rozróżnia się dwa wskaźniki, odzwierciedlające koszty pełnej mocy podczas obsługi konsumenta. Wskaźniki te nazywane są energią czynną i bierną. Moc pozorna jest sumą tych dwóch. W tym artykule postaramy się opowiedzieć, czym jest energia elektryczna czynna i bierna oraz jak sprawdzić wysokość naliczonych płatności.
Pełna moc
Zgodnie z przyjętą praktyką konsumenci nie płacąpojemność użyteczna, która jest wykorzystywana bezpośrednio w gospodarstwie, oraz pełna, którą udostępnia dostawca. Wskaźniki te wyróżniają się jednostkami miary - moc pozorną mierzy się w woltoamperach (VA), a moc użyteczną mierzy się w kilowatach. Elektryczność czynna i bierna jest wykorzystywana przez wszystkie urządzenia elektryczne zasilane z sieci.
Aktywna energia elektryczna
Aktywny składnik całkowitej mocy sprawia, żeużyteczna praca i jest zamieniana na te rodzaje energii, które są potrzebne konsumentowi. W przypadku niektórych domowych i przemysłowych urządzeń elektrycznych w obliczeniach moc czynna i pozorna są takie same. Wśród takich urządzeń są piece elektryczne, lampy żarowe, piekarniki elektryczne, grzejniki, żelazka i prasy do prasowania i tak dalej.
Jeżeli w paszporcie wskazano moc czynną 1 kW, całkowita moc takiego urządzenia wyniesie 1 kVA.
Koncepcja elektryczności biernej
Ten rodzaj elektryczności jest nieodłączny w obwodach zawierających elementy reaktywne. Energia bierna to część całkowitej dostarczanej mocy, która nie jest zużywana do pracy użytecznej.
W koncepcji obwodów prądu stałegonie ma mocy biernej. W obwodach prądu przemiennego składnik bierny występuje tylko wtedy, gdy występuje obciążenie indukcyjne lub pojemnościowe. W takim przypadku występuje niedopasowanie między fazą prądu a fazą napięcia. To przesunięcie fazowe między napięciem a prądem jest oznaczone symbolem „φ”.
Przy obciążeniu indukcyjnym w obwodzie,opóźnienie fazowe, z pojemnościowym - jego przewaga. Dlatego do konsumenta dociera tylko część pełnej mocy, a główne straty powstają z powodu bezużytecznego nagrzewania się urządzeń i urządzeń podczas pracy.
Straty mocy wynikają z obecnościcewki indukcyjne i kondensatory urządzeń elektrycznych. Z ich powodu przez pewien czas w obwodzie gromadzi się energia elektryczna. Następnie zmagazynowana energia wraca do obwodu. Urządzenia, które mają reaktywny składnik energii elektrycznej w swoim zużyciu energii, to przenośne elektronarzędzia, silniki elektryczne i różne urządzenia gospodarstwa domowego. Wartość ta jest obliczana z uwzględnieniem specjalnego współczynnika mocy, który jest oznaczony jako cos φ.
Obliczanie energii elektrycznej biernej
Współczynnik mocy waha się od 0,5 do0,9; dokładną wartość tego parametru można znaleźć w paszporcie urządzenia elektrycznego. Moc pozorną należy określić jako iloraz mocy czynnej podzielonej przez współczynnik.
Na przykład, jeśli w paszporcie wiertarki elektrycznejwskazana moc to 600 W i wartość 0,6, wtedy moc pozorna pobierana przez urządzenie wyniesie 600/06, czyli 1000 VA. W przypadku braku paszportów do obliczania całkowitej mocy urządzenia można przyjąć współczynnik równy 0,7.
Ponieważ jedno z głównych zadań nurtusystemy zasilania to dostarczanie energii użytecznej do odbiorcy końcowego, straty mocy biernej są uważane za czynnik negatywny, a wzrost tego wskaźnika poddaje w wątpliwość sprawność całego obwodu elektrycznego. Bilans mocy czynnej i biernej w obwodzie można zwizualizować w postaci tego zabawnego obrazka:
Wartość współczynnika przy uwzględnieniu strat
Im wyższa wartość współczynnika mocy, tymbędą mniejsze straty energii elektrycznej czynnej, co oznacza, że odbiorca końcowy będzie nieco tańszy za zużytą energię elektryczną. W celu zwiększenia wartości tego współczynnika elektrotechnika stosuje różne techniki kompensowania niewłaściwych strat energii elektrycznej. Urządzenia kompensacyjne to zaawansowane generatory prądu, które wygładzają kąt fazowy między prądem a napięciem. Baterie kondensatorów są czasami używane w tym samym celu. Są połączone równolegle z obwodem roboczym i służą jako kompensatory synchroniczne.
Kalkulacja kosztów energii elektrycznej dla klientów prywatnych
Do indywidualnego użytku, aktywne ienergia bierna nie jest dzielona w rachunkach – pod względem zużycia udział energii biernej jest niewielki. Dlatego klienci indywidualni o poborze prądu do 63 A płacą jeden rachunek, w którym cała zużyta energia elektryczna jest uważana za aktywną. Dodatkowe straty w obwodzie dla energii biernej nie są oddzielnie alokowane ani opłacane.
Pomiary energii biernej dla przedsiębiorstw
Inna sprawa to przedsiębiorstwa i organizacje.Ogromna liczba urządzeń elektrycznych jest instalowana w zakładach produkcyjnych i warsztatach przemysłowych, a w całkowitej odbieranej energii elektrycznej znajduje się znaczna część energii biernej, która jest niezbędna do działania zasilaczy i silników elektrycznych. Energia czynna i bierna dostarczana przedsiębiorstwom i organizacjom wymaga wyraźnego wydzielenia i innej formy płatności za nią. W tym przypadku podstawą uregulowania relacji pomiędzy dostawcą energii elektrycznej a odbiorcami końcowymi jest standardowa umowa. Zgodnie z zasadami określonymi w tym dokumencie organizacje zużywające energię elektryczną powyżej 63 A potrzebują specjalnego urządzenia, które zapewnia odczyty energii biernej do pomiaru i płatności.
Firma sieciowa instaluje licznik energii biernej i pobiera opłatę zgodnie z jego odczytami.
Współczynnik energii biernej
Jak wspomniano wcześniej, aktywne i reaktywneenergia elektryczna na fakturach do zapłaty jest wyróżniona w osobnych wierszach. Jeżeli stosunek ilości biernej i zużytej energii elektrycznej nie przekracza ustalonej normy, opłata za energię bierną nie jest naliczana. Współczynnik proporcji można określić na różne sposoby, jego średnia wartość wynosi 0,15. Po przekroczeniu tej wartości progowej zaleca się przedsiębiorstwu konsumenckiemu zainstalowanie urządzeń kompensacyjnych.
Energia bierna w budynkach mieszkalnych
Typowym konsumentem energii elektrycznej jestapartamentowiec z głównym bezpiecznikiem, który pobiera prąd powyżej 63 A. Jeżeli w takim budynku znajduje się tylko lokal mieszkalny, opłata za prąd bierny nie będzie pobierana. Tak więc najemcy budynku mieszkalnego widzą w rozliczeniach międzyokresowych zapłatę tylko za pełną energię elektryczną dostarczoną do domu przez dostawcę. Ta sama zasada dotyczy spółdzielni mieszkaniowych.
Szczególne przypadki pomiaru mocy biernej
Są chwile, kiedy w wielopiętrowym budynkuistnieją zarówno organizacje komercyjne, jak i mieszkania. Dostawy energii elektrycznej do takich domów regulują odrębne ustawy. Na przykład wielkość powierzchni użytkowej może służyć jako podział. Jeżeli organizacje komercyjne zajmują mniej niż połowę powierzchni użytkowej w budynku mieszkalnym, opłata za energię bierną nie jest pobierana. W przypadku przekroczenia progu procentowego powstają zobowiązania do zapłaty za energię bierną.
W niektórych przypadkach budynki mieszkalne nie są zwolnione z:opłata za energię bierną. Na przykład, jeśli w budynku znajdują się punkty podłączenia windy do mieszkań, opłata za zużycie energii biernej naliczana jest osobno, tylko za ten sprzęt. Właściciele mieszkań nadal płacą tylko za prąd czynny.
Zrozumienie istoty energii czynnej i biernejumożliwia prawidłowe obliczenie efektu ekonomicznego instalacji różnych urządzeń kompensacyjnych, które zmniejszają straty od obciążenia biernego. Według statystyk takie urządzenia pozwalają podnieść wartość cos φ z 0,6 do 0,97. W ten sposób automatyczne urządzenia kompensacyjne pomagają zaoszczędzić do jednej trzeciej energii elektrycznej dostarczanej konsumentowi. Znaczne zmniejszenie strat ciepła zwiększa żywotność urządzeń i mechanizmów w zakładach produkcyjnych oraz obniża koszty wyrobów gotowych.
