Como o fator de potência pode ser aumentado para aumentar a eficiência energética industrial

Para evitar os encargos de energia reactiva e aumentar a eficiência energética industrial, o fator de potência deve ser aumentado através da aplicação de diferentes técnicas de correção do fator de potência. Os clientes individuais de eletricidade que são geralmente penalizados por um baixo fator de potência instalam frequentemente equipamentos de correção para reduzir ou eliminar estes custos.

A correção do fator de potência faz com que o fator de potência de um circuito de corrente alternada atinja cerca de 100%, tal como se fosse fornecida potência reactiva de sinal oposto, através da adição de condensadores ou indutores que actuariam para cancelar os efeitos indutivos ou capacitivos da carga.

Para começar, existem alguns métodos simples para aumentar o fator de potência sem a necessidade de comprar dispositivos caros. Por exemplo, verifique o equipamento existente para ver se alguma peça está a funcionar acima da tensão para a qual foi fabricada. Também é possível reduzir a frequência com que os motores funcionam a baixa carga e evitar que funcionem em vazio durante longos períodos de tempo.

As cargas lineares com baixo fator de potência, como nos motores de indução, podem ser corrigidas utilizando uma rede passiva de condensadores ou indutores. Na indústria eléctrica, os indutores são chamados a consumir energia reactiva e os condensadores a fornecê-la; pensa-se mesmo que a energia se desloca para trás e para a frente em cada ciclo de corrente alternada.

Os condensadores evitam que o equipamento tenha de lidar com a potência reactiva da rede. As cargas não lineares, como os rectificadores, distorcem a corrente retirada do sistema. Nesse caso, a correção ativa ou passiva do fator de potência pode ser utilizada para contrariar a distorção e aumentar o fator de potência.

Os dispositivos de correção do fator de potência podem estar localizados na subestação central, espalhados pelo sistema de distribuição ou integrados no equipamento de consumo de energia.

No entanto, os elementos reactivos não podem ser aplicados sem uma análise de engenharia. Os elementos reactivos podem gerar flutuações de tensão e ruído harmónico quando são ligados ou desligados. Podem fornecer ou retirar potência reactiva independentemente da existência de uma carga correspondente a funcionar nas proximidades, aumentando as perdas sem carga do sistema.

Na pior das hipóteses, os elementos reactivos podem interagir com o sistema e entre si para criar condições de ressonância, resultando na instabilidade do sistema e em graves flutuações de sobretensão.

Outra opção é utilizar uma unidade de correção automática do fator de potência, que consiste num conjunto de condensadores accionados por contactores. Estes contactores são controlados por um regulador que mede o fator de potência na rede eléctrica.

Em vez de utilizar um conjunto de condensadores, um motor síncrono sem carga pode ser utilizado para fornecer potência reactiva. A potência reactiva absorvida pelo motor síncrono é uma função do seu campo de excitação. Este é referido como um condensador síncrono.

Ligado e conectado à rede, este (condensador) funciona a um fator de potência especificado e coloca volt-amperes reactivos na rede conforme necessário para suportar a tensão do sistema ou para manter o fator de potência do sistema a um nível especificado.

A utilização de um dispositivo para identificar o fator de potência do equipamento numa fábrica ou numa instalação permite obter poupanças substanciais, melhorar a eficiência do equipamento elétrico e ajudar a evitar cortes de energia ou atrasos devido ao sobreaquecimento das máquinas.

Isto pode exigir alguma análise preliminar ou investigação sobre equipamento energeticamente eficiente, mas a energia pode ser poupada a longo prazo medindo o fator de potência da instalação e aplicando técnicas adequadas de correção do fator de potência.

Para saber mais sobre como aumentar o fator de potência para aumentar a eficiência energética industrial, convidamo-lo a ler a primeira parte deste artigo, como poupar custos e aumentar a eficiência na utilização industrial da energia.

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