Cómo se puede elevar el factor de potencia para aumentar la eficiencia de la energía industrial

Para evitar las tarifas de potencia reactiva y aumentar la eficiencia de la energía industrial, se debe elevar el factor de potencia aplicando diferentes técnicas de corrección del factor de potencia. Los clientes eléctricos individuales quienes son generalmente sancionados por bajo factor de potencia, a menudo instalan equipos de corrección para reducir o remover estos costos.

La corrección del factor de potencia trae el factor de potencia de un circuito de corriente alterna a cerca del 100%, tal como si se suministrara potencia reactiva del signo opuesto, agregando capacitores o inductores que actuarían para cancelar los efectos inductivos o capacitivos de la carga.

Para comenzar, existen algunos métodos simples para elevar el factor de potencia sin la necesidad de comprar dispositivos costosos. Por ejemplo, chequear el equipo existente para ver si algunas piezas están operando por encima del voltaje para el que han sido fabricadas. También se puede reducir la frecuencia con que los motores trabajan con baja carga y evitar que corran libres por largos períodos de tiempo.

Las cargas lineales con bajo factor de potencia, como en los motores de inducción, pueden ser corregidas usando una red pasiva de capacitores o inductores. En la industria eléctrica, los inductores son llamados a consumir potencia reactiva y los capacitores para suministrarla; incluso se piensa que la energía en realidad se está moviendo hacia atrás y adelante en cada ciclo de corriente alterna.

Los capacitores previenen al equipo de tener que manejar potencia reactiva de la red. Las cargas no lineales, como los rectificadores, distorsionan la corriente extraída del sistema. En ese caso, se puede usar la corrección activa o pasiva del factor de potencia para contrarrestar la distorsión y elevar el factor de potencia.

Los dispositivos correctores de factor de potencia pueden estar ubicados en la subestación central, extendidos a lo largo del sistema de distribución, o integrarlo dentro de los equipos consumidores de energía.

Sin embargo, los elementos reactivos no se pueden aplicar sin un análisis ingenieril. Los elementos reactivos pueden generar fluctuaciones de voltaje y ruidos armónicos cuando están encendidos o apagados. Pueden suministrar o extraer potencia reactiva indiferentemente de si hay una carga correspondiente operando cerca, incrementando las pérdidas no cargadas del sistema.

En el peor de los escenarios, los elementos reactivos pueden interactuar con el sistema y con cada uno para crear condiciones resonantes, resultando en inestabilidad del sistema y severas fluctuaciones de sobrevoltaje.

Otra opción es usar una unidad de corrección de factor de potencia automática, que consiste en un número de capacitores accionados por medio de contactores. Estos contactores son controlados por un regulador que mide el factor de potencia en la red eléctrica.

En lugar de usar un conjunto de capacitores, se puede utilizar un motor sincrónico descargado para suministrar potencia reactiva. La potencia reactiva absorbida por el motor sincrónico es una función de su campo de excitación. Esto se refiere a un condensador sincrónico.

Encendido y conectado a la red eléctrica, este (condensador) opera a un factor de potencia indicado y coloca voltio-amperios reactivos sobre la red como sea requerido para soportar el voltaje del sistema o, para mantener el factor de potencia del sistema a un nivel específico.

Usando un dispositivo para identificar el factor de potencia del equipo de una planta o fábrica, se pueden lograr ahorros sustanciales, mejorar la eficiencia de los equipos eléctricos, y ayudar a prevenir apagones o retrasos debidos al recalentamiento de la maquinaria.

Esto puede requerir algún análisis preliminar o investigación de equipo de bajo consumo de energía, pero se puede ahorrar energía a largo plazo midiendo el factor de potencia de la instalación y aplicando las técnicas de corrección de factor de potencia adecuadas.

Para saber más acerca de cómo elevar el factor de potencia para aumentar la eficiencia de la energía industrial, te invitamos a leer la primera parte de este artículo, cómo ahorrar costes y aumentar la eficiencia en el uso de la energía industrial.

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