Calculo de banco de capacitores y factor de potencia, ahorro, retorno de inversión, ejemplos

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La mayoría de las cargas en los sistemas de distribución eléctrica modernos son inductivas.

Los ejemplos mas comunes de cargas inductivas incluyen entre otros: motores, transformadores, balastos de iluminación fluorescente y hornos de inducción.

Las cargas inductivas necesitan un campo magnético para funcionar y requieren dos tipos de potencia:

• Potencia de trabajo (kW) para realizar el trabajo real de crear calor, luz, movimiento, potencia de la máquina, etc.
• Potencia reactiva (kVAR) para mantener el campo magnético.

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La potencia de trabajo consume watts y se puede leer en un vatímetro. Se mide en kilovatios (kW). La potencia reactiva no realiza un “trabajo” útil, sino que circula entre el generador y la carga.

Los kVAR son un tipo de potencia que obliga a conducir mas corriente desde la fuente de energía, así como en el sistema de distribución de la fuente, por ello los operadores de red penalizan el exceso de esta potencia. La potencia reactiva se mide en kilovoltios-amperios-reactiva (kVAR).

La potencia de trabajo (kW) y la potencia reactiva (kVAR) juntas forman la potencia aparente (kVA). La potencia aparente se mide en kilovoltios-amperios (kVA).

Ejemplo de cargas que consumen kW
Ejemplo de cargas que consumen kW
Ejemplo de cargas que consumen kVAR
Ejemplo de cargas que consumen kVAR
Ejemplo de consumo de kVA
Ejemplo de consumo de kVA

Fundamentos del factor de potencia

El factor de potencia es la relación entre la potencia de trabajo y la potencia aparente. Mide la eficacia con la que se utiliza la energía eléctrica.

Un factor de potencia alto indica una utilización eficiente de la energía eléctrica, mientras que un factor de potencia bajo indica una utilización deficiente de la energía eléctrica.

Para determinar el factor de potencia (PF), divida la potencia de trabajo (kW) por la potencia aparente (kVA). En un sistema lineal o sinusoidal, el resultado también se denomina coseno θ.Formula de factor de potencia

Por ejemplo, si tuviera un motor con una potencia de 100 kW y la potencia aparente fuera de 125 kVA, dividiría 100 entre 125 y obtendría un factor de potencia de 0,80.

Ejemplo uso de Formula de factor de potencia¿Cómo afecta una instalación, un factor de potencia bajo?

El factor de potencia bajo significa que no está utilizando completamente la energía eléctrica por la que está pagando.

Como demuestran las relaciones triangulares de la Figura 1, los kVA disminuyen a medida que aumenta el factor de potencia. Con un factor de potencia del 70%, requiere 142 kVA para producir 100 kW, pero con un factor de potencia del 95%, solo requiere 105 kVA para producir 100 kW. Otra forma de verlo es que con un factor de potencia del 70%, se necesita un 35% más de corriente para hacer el mismo trabajo.

afectacion de un bajo factor de potencia
Figura1. Afectación de un bajo factor de potencia

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