هزینههای برق تنها به میزان انرژی مصرفی محدود نمیشود. یکی از مفاهیمی که در قبض برق صنایع بسیار حائز اهمیت است، مبلغ راکتیو است. در این مقاله، به بررسی دقیق مفهوم توان راکتیو، دلایل وجود آن در سیستمهای برق و اثرات آن بر هزینههای مشترکین صنعتی خواهیم پرداخت. همچنین، راهکارهایی برای کاهش هزینههای ناشی از توان راکتیو ارائه خواهد شد.
توان راکتیو چیست؟
برای درک بهتر موضوع، ابتدا به مفهوم توان اکتیو میپردازیم. توان اکتیو، همان توانی است که به انجام کار مفید منجر میشود و به صورت گرما، نور یا حرکت مکانیکی ظاهر میشود. در مقابل، توان راکتیو، توانی است که در مدارهای الکتریکی جریان مییابد اما به انجام کار مفید کمک نمیکند و به صورت مداوم بین منبع تغذیه و بار جابهجا میشود.
توان راکتیو به دلیل وجود عناصر القایی (مانند موتورها، ترانسفورماتورها و سیمپیچها) و خازنی (مانند خازنها) در مدارهای الکتریکی ایجاد میشود. این عناصر باعث ایجاد اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ میشوند که در نتیجه آن، توان راکتیو تولید میشود.
چرا توان راکتیو اهمیت دارد؟
- کاهش راندمان سیستم: وجود توان راکتیو باعث کاهش راندمان سیستمهای برقی میشود، زیرا بخشی از توان تولید شده در شبکه، به صورت بیهوده مبادله میشود.
- افزایش تلفات در خطوط انتقال: توان راکتیو باعث افزایش تلفات در خطوط انتقال و توزیع برق میشود که منجر به اتلاف انرژی و افزایش هزینههای تولید و انتقال برق میشود.
- کاهش ظرفیت تجهیزات: وجود توان راکتیو باعث کاهش ظرفیت تجهیزات برقی مانند ترانسفورماتورها و کابلها میشود، زیرا این تجهیزات باید برای تحمل جریانهای راکتیو اضافی طراحی شوند.
- جریمههای مالی: شرکتهای برق برای مشترکینی که مقدار توان راکتیو مصرفی آنها بالا است، جریمههای مالی در نظر میگیرند.
حال به چگونگی محاسبه و میزان جریمه مشترکین صنعتی در قبوض اداره برق تحت عنوان بهای انرژی راکتیو میپردازیم:
شرکت های توزیع برای محاسبه مبلغ بهای انرژی راکتیو (ناشی از بدی کیفیت مصرف) از فرمول زیر استفاده میکنند:
برای استفاده از فرمول فوق نیاز به آشنایی با تعاریف زیر داریم:
- عدد ۶ ثابت بوده و از مهر ۱۴۰۳ طبق دستور العمل وزارت نیرو در ضریب زیان ضرب میگردد تا قبل از تاریخ مذکور از ضریب ۳ استفاده میگردید.
- ضریب زیان یا ضریب بدی مصرف که در قبض هم قابل مشاهده است طبق فرمول زیر محاسبه میگردد:
- p و q به ترتیب توان اکتیو و راکتیو هستند که در اینجا میتوان بجای آنها از انرژی اکتیو (مجموع انرژی میانبار، اوج بار، کمبار و اوج بار جمعه) و انرژی راکتیو که هر ۲ در قبض قابل مشاهده هستند استفاده نمود.
- s توان ظاهری است و برابر با تمام توان دریافتی از شبکه است.
- مشترکین میتوانند انرژی اکتیو مورد نیاز خود را بهصورت دوجانبه با مبلغ بسیار کمتر نسبت به شرکت توزیع خود از شرکت گسترش تجارت انرژی تیرداد تامین کنند تا علاوه بر کاهش هزینه بهای انرژی خود به میزان حداقل۴۰ درصد، هزینه بهای انرژی راکتیو خود راهم کاهش بدهند.
از فرمول فوق نتیجه میگیریم اگر ضریب توان ۰.۹ یا بیشتر باشد ضریب زیان صفر میشود و مشترک در قبض، بهای انرژی راکتیو نخواهد داشت.
برای درک بهتر بهای انرژی راکتیو قبض مشترک زیر را حساب میکنیم:
به دلیل اینکه قدرت مصرفی برای مشترک فوق زیر ۱۰۰۰ کیلووات بوده تجاوز از قدرت و ماده ۱۶ در فرمول فوق صفر بوده و جریمه انرژی راکتیو برابر میشود با ۱۸۱,۱۳۳,۱۴۴ریال
برای کاهش مصرف توان راکتیو میتوان از روشهای زیر استفاده نمود:
- استفاده از خازنها
- بهینهسازی موتورها
- استفاده از درایوهای فرکانس متغیر
با مدیریت صحیح توان راکتیو، و رساندن ضریب توان به عدد ۰.۹ یا بالاتر میتوان هزینههای انرژی را کاهش داد و عملکرد سیستم را بهبود بخشید.
از بانکهای خازنی یا کاهنده برق، برای اصلاح ضریب توان استفاده میشود. بانکها برای خنثی کردن بار القایی از دستگاههایی مانند موتورهای الکتریکی و خطوط انتقال مورد نیاز هستند، بنابراین باعث میشوند بار مقاوم شود. خازنگذاری، مانند یک نیروگاه کوچک در کنار مصرفکنندهها، توان راکتیو را تأمین میکند و موجب کاهش مقدار توان راکتیو دریافتی از شبکه برق میگردد. همین امر هم باعث صفر شدن و یا کاهش هزینه راکتیو در قبض های مشترکین صنعتی میشود.
