miércoles, 30 de septiembre de 2015

El factor de potencia y la factura de la luz del garaje comunitario


¿ Qué significa el factor de potencia o power factor (PF) que viene indicado en algunas bombillas ?

No voy a escribir una parrafada con fórmulas matemáticas porque ya está bien explicado lo que es en detalle en los siguientes enlaces:
 



Pero resumiendo:

La energía activa viene a corresponderse con los watios que se gastan (kWh) y que es lo que cuenta el contador de la luz y es lo que nos cobran en el recibo de la luz.

La energía reactiva es aquella causada por elementos con bobinas (motores, fluorescentes, etc.) que causan un desfase en la intensidad, y se genera más cuanto menor sea el factor de potencia.
 
Los medidores de consumo
 
Hasta ahora las medidas de consumo que he tomado de las bombillas en este blog las he hecho con estos medidores de consumo (a la izquierda mi medidor y a la derecha el que me han prestado)


A veces he medido consumos "extraños" sobretodo en aquellas bombillas "chinas de dudosa calidad".

Esto es debido a que mi medidor parece medir la "potencia aparente" (sólo calcula la intensidad de corriente y el voltaje que pasa por él para calcular el consumo), que es una combinación de la activa y reactiva (ver la teoría de la Wikipedia). Cuanto más cerca de 1.0 esté el factor de potencia de la bombilla a medir más cerca están los watios medidos de la realidad.

En cambio, el otro medidor suele dar medidas de consumo algo menores y SÍ INDICA EL FACTOR DE POTENCIA (con lo cual puede calcular la potencia activa de la bombilla). Y cuanto menor es el factor de potencia más se diferencian las lecturas de consumo entre uno y otro.

Hay que decir que ambos medidores son de los de uso "doméstico", cuestan unos 14 € y tampoco se les puede pedir demasiada precisión, pero sí se acercan bastante a la realidad.

Hay un claro ejemplo de como el factor de potencia nos puede llevar a pensar que tenemos un consumo desmesurado cuando en realidad no lo tenemos: el caso del consumo fantasma de las vitrocerámicas:
 

Que viene a explicar que en "standby" una vitrocerámica consumía 100W, lo que supone una importante cantidad de dinero al cabo del año sin utilizarla (más de 140 €). Pero que al final era causado porque tenía un factor de potencia muy bajo cuando estaba apagada y en realidad eran unos pocos watios de consumo (en espera de pulsar el teclado)
 
El factor de potencia en las bombillas

Una bombilla incandescente o halógena tiene un factor de potencia 1.0, no genera ninguna energía reactiva porque es simplemente una resistencia.

Las bombillas de bajo consumo, led, fluorescentes, y cualquier otra cosa que lleve electrónica es susceptible a tener un factor de potencia más bajo si no se ha cuidado el diseño de la electrónica o es de baja calidad.
 
Las bombillas de "calidad" tienen un factor de potencia >= 0.95

Las bombillas "chinas" tienen un factor de potencia que puede ser incluso < 0.4

Los fluorescentes con reactancia electromagnética tienen un factor de potencia < 0.5

Por lo tanto lo que hay que buscar son bombillas con factor de potencia cercano a 0.95, pero ojo !

He encontrado algunas bombillas que indicaban un factor de potencia >= 0.95 y cuando lo he medido resulta que es inferior a 0.6, por lo que tampoco te puedes fiar del etiquetado.

Si una bombilla indica un factor de potencia de 0.95 y yo mido 0.92 daré por válido que es 0.95 por el error que puede tener mi medidor, pero si mido algo muy diferente es que realmente no es el que indican.

A lo largo del blog destacaré aquellos casos en los que los datos medidos no se corresponden con la realidad.

Y aunque una bombilla tenga un factor de potencia 0.95 tampoco indica que la electrónica sea buena y de buena calidad, si tiene un factor de potencia 0.5 sí indica que cuanto menos podían haberla diseñado más eficientemente.

Si tengo dos bombillas de características similares y una tiene un mejor factor de potencia, ésa será la que yo recomiende.
 
¿ Cuanto nos cuesta la energía reactiva ?

La buena noticia es que para uso doméstico en principio no importa, no nos la cobran, ... bueno, es mejor decir que su coste va incluido en el precio del kWh que nos cobran ya que las compañías eléctricas tienen calculado el % de energía reactiva que puede generar un hogar y te la cobran sí o sí.

Lo que no se es si los nuevos contadores digitales "inteligentes" que están instalando son lo suficientemente "inteligentes" como para contar también la energía reactiva y en un futuro no muy lejano nos la añaden como nuevo concepto a pagar en la factura de la luz...

La mala noticia es que para uso industrial/comercial o de gran consumidor, a partir de una potencia contratada de 15 kW, sí te la cobran explícitamente, te añaden otro contador a la instalación que se encarga exclusivamente de medir la energía reactiva (cuenta kVArh) y te lo añaden en la factura (por si alguien no entiende una factura de la luz tendría que ver una factura con energía reactiva...)

La parte que cobran es compleja de calcular, es un porcentaje de la energía reactiva consumida y te cobran más cuanto peor sea el factor de potencia.

Lo que creo que facturan es un porcentaje del tipo:

energía reactiva facturada = energía reactiva medida - 1/3 energía activa medida

Si el factor de potencia es > 0.95 : no te cobran
Si está entre 0.8 y 0.95 te cobran un precio: 0.041 €/kVArh
Si está por debajo de 0.8 te cobran un precio más caro: 0.0632 €/kVArh

Y el concepto por energía reactiva puede ser un % importante de la factura del consumo eléctrico, por lo que cuanto mayor sea y más cerca esté de 1 menor penalización tendremos que pagar y ahorraremos en la factura de la luz.

Además si el factor de potencia es muy bajo, la compañía puede obligarte a "arreglar" la instalación para mejorarla y si no lo arreglas cortarte el suministro.

En entornos industriales ya lo solucionan instalando baterías de condensadores que compensan el factor de potencia bajo para evitar los recargos en la factura de la luz.


Lo que voy a explicar a continuación es un ejemplo real de un "gran consumidor" que no es un entorno industrial y que sí nos afecta al bolsillo: el garaje de mi comunidad.

EJEMPLO DE CONSUMO EN GARAJE COMUNITARIO 
 

Es un garaje comunitario grande, de unas 200 plazas de aparcamiento y comprende todo el sótano de la manzana de pisos. En la foto sólo se ve uno de los laterales del parking que debe suponer aproximadamente el 40% del total.

En el garaje están los motores de las puertas, motores de ventilación, bombas de agua, luces de emergencia, sensores de CO2 y la iluminación compuesta principalmente por fluorescentes.

No los he contado pero debe haber por lo menos 50 fluorescentes, la mitad de los cuales están encendidos las 24 horas del día y la otra mitad se encienden al pulsar el interruptor y se apagan con un temporizador.
 
La factura de luz mensual es de unos 500  €  (antes era de 700 € pero bajaron la potencia contratada de 35 kW a 17 kW y sólo con eso ya supone un ahorro de 200 € / mes que son 2400 €/ año )
 
Como he comentado antes, los fluorescentes con reactancia electromagnética tienen un factor de potencia bajo (menor de 0.5). Si se abre una luminaria, mirando la reactancia debería poner en el etiquetado el factor de potencia.

La factura

Desglosando la factura del garaje tenemos (impuestos incluidos):

Potencia contratada: 148 €
Alquiler de contador: 12  €
Consumo: 253 € (2063 kWh)
Reactiva medida: 2201 kVArh
Reactiva facturada: 86 € (1094 kVArh) (No cuadra con la fórmula del porcentaje que he puesto antes pero es un porcentaje de la medida, no la cobran toda)

O sea que estamos pagando un recargo de 86 € por reactiva que supone añadir un sobrecoste del 34% al consumo.

Si queremos saber el factor de potencia que tiene el garaje a partir de las lecturas medidas, podemos calcularlo aplicando la fórmula:

Y nos da un factor de potencia bastante bajo de 0.68
 
Como se puede ver en este caso concreto, el simple hecho de colocar una iluminación cuyo factor de potencia fuera 0.95 haría subir el factor de potencia global, reduciendo la reactiva, posiblemente pasando al siguiente tramo que se penaliza menos y aún consumiendo los mismos kWh pagar menos en la factura.
 

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