Cómo ahorrar dinero y aumentar la eficiencia en el uso de la energía industrial

Aumentar la eficiencia en el uso de la energía industrial disminuyendo el factor de potencia puede ofrecer ahorros y mejoras de eficiencia en la planta. ¿Qué es el factor de potencia y cómo afecta la factura de la planta? En ingeniería eléctrica, el factor de potencia es la relación entre la potencia real y la potencia aparente, y da una medida de la capacidad de una carga de absorber potencia activa.

Desde un punto de vista empresarial, es importante entender cómo teniendo un factor de potencia bajo ascenderá la factura de energía de la planta. Identificar este valor es el primer paso hacia el uso de las técnicas correctivas para elevar el factor de potencia para aumentar la eficiencia de la energía industrial y así obtener ahorros sustanciales.

El factor de potencia es medido entre 0 y 1,0, y es dado usualmente como un porcentaje, con 100% o 1,0, y es concebido como adelantado o retrasado, dependiendo de la posición de la onda de corriente con respecto al voltaje. Si el factor de potencia de la planta está por debajo de un cierto nivel, típicamente 96%, el proveedor de energía cargará una tarifa de energía reactiva.

Esto es porque un factor de potencia bajo representa una fuente ineficiente de carga que está siendo energía reactiva, o que no está trabajando. Por esto la utilidad necesita ser compensada. A menos que la instalación pueda aumentar su factor de potencia a 96% o por encima, se deberá continuar viendo esta carga extra todos los meses en la cuenta.

En este caso, el equipo tiene un nivel de ineficiencia que depende del nivel de desalineación, causando esto el consumo de más corriente para operar. Por lo tanto el valor del factor de potencia revela qué tan eficientemente el sistema de potencia de corriente alterna y los equipos están haciendo uso de la energía.

¿Cómo se calcula el factor de potencia?

El factor de potencia de un circuito de corriente alterna es calculado usando tres aspectos de la potencia eléctrica que se relacionan entre sí, estos son:

• La potencia real, potencia usada para que marche el equipo, expresada en kW.
• Potencia reactiva, potencia que no produce trabajo, expresada en kVAr (como el uso de potencia reactiva aumente, el sistema eléctrico pierde más energía, por lo tanto, la cuota de potencia reactiva).
• Potencia aparente, la combinación de potencia real y potencia reactiva, expresada en kVA.

Se pueden usar estos tres aspectos para obtener:

Factor de potencia  = kW (Potencia Real) / kvA (Potencia Total)

En un sistema de energía eléctrica, una carga con un factor de potencia bajo consume más corriente que una carga con un factor de potencia alto (cercano al 100%) para la misma cantidad de potencia transferida útil. Estas corrientes altas incrementan la pérdida de energía en el sistema de distribución, por lo tanto, requieren cables más grandes y otros equipos.

En otras palabras, el porcentaje de factor de potencia muestra cuánto del total de corriente está siendo utilizado para realizar el trabajo real. Un factor de potencia de 80% significa que un 20% de la corriente es potencia que no está trabajando. Una vez más, debido a los costes de los equipos más grandes y la energía desperdiciada, las compañías eléctricas suelen penalizar a los clientes  industriales o comerciales si tienen un factor de potencia bajo.

Los motores alimentados por impulsores de velocidad variable usarán la misma potencia que antes, pero pueden manejar más corriente. Note que con la reducción de la energía almacenada en los capacitores de corriente directa, los puede hacer más vulnerables a las caídas de tensión.

Beneficios de la corrección del factor de potencia para aumentar la eficiencia en el uso de la energía industrial

• Facturas eléctricas más bajas: La corrección del factor de potencia es una manera accionable para bajar las cuentas de servicios. Los ahorros pueden ir desde cientos hasta decenas de miles de dólares al año dependiendo del tamaño de la instalación.
• Evitar la tarifa de potencia reactiva: Las compañías de servicios rutinariamente cargan tarifas de potencia reactiva a consumidores con factor de potencia bajo (menos de 96%). Esto puede resultar en un incremento de la cuenta de hasta el 20%, dependiendo de la compañía que suministre la electricidad. 
• Reducir las emisiones de carbono: Utilizando la corrección del factor de potencia también se puede disminuir la cantidad de emisiones de carbono liberadas a la atmósfera. Esta puede ser otra gran fuente de ahorros.
• Reducir la pérdida de potencia: Reducir las pérdidas de I2R (P = I2R) en transformadores y equipos de distribución eléctrica.
• Reducir el calor: Lograr la reducción del calor en cables, interruptores, transformadores, y alternadores, que en retorno prolongará la vida de los equipos.
• Reducir las caídas de voltaje: Permitir que un mismo cable suministre energía a un motor y mejore el arranque de otros motores ubicados al final. Esto también ayuda a evitar fallas del motor y daños en los equipos.

Para saber más acerca de cómo ahorrar dinero y aumentar la eficiencia en el uso de la energía industrial, te invitamos a conocer cómo demostrar a la alta gerencia los beneficios del mantenimiento predictivo industrial, así como también suscribirte a nuestro newsletter, un boletín con el cual te enterarás consejos para optimizar el consumo de la energía eléctrica industrial.