Optimalización de los costes energéticos con ayuda de herramientas modernas en instrumentos de análisis de la calidad del suministro
La optimalización del uso de la energía eléctrica, en un momento en que los precios están aumentando rápidamente, se ha convertido en una necesidad tanto para empresas como para individuales. Muchos consumidores y prosumidores han empezado a plantearse cómo podrían reducir realmente el importe de sus facturas de energía. Es importante que desde el principio se identifiquen de forma precisa los orígenes de las posibles pérdidas y contrarrestarlos una vez identificados, lo que suele conllevar unos ciertos costes.
El ahorro conseguido debe compensar los gastos de optimización incurridos. En primer lugar, es necesario disponer de las herramientas apropiadas que permitan realizar un diagnóstico y monitorización de los puntos elegidos de nuestra instalación eléctrica. Entre esas herramientas encontramos los medidores de la marca Sonel.
Sonel PQM-707 es un analizador trifásico de la calidad de la energía; Sonel MPI-540 y Sonel MPI-540-PV son medidores multifuncionales de los parámetros de las instalaciones eléctricas. Sin embargo, también tienen implementado un registrador trifásico de parámetros de calidad de la energía de forma simplificada en comparación con Sonel PQM-707. El registro de parámetros básicos en instalaciones como la corriente, el voltaje, la potencia activa y reactiva, así como el flujo de energía, con el tiempo permite llevar a cabo un análisis que sirva como base para la acción destinada a reducir los importes de la factura de energía eléctrica. Las funciones integradas en todas las herramientas mencionadas ayudarán a que sea más rápido y preciso. Estas incluyen las siguientes.
Calculadora de pérdidas
La calculadora integrada de pérdidas de energía permite estimar, de forma sencilla, los posibles costes derivados de un suministro de energía de baja calidad. Además, informa a los usuarios sobre lo que lo está causando. Las cuotas relacionadas con las pérdidas derivadas de la resistencia de los cables, armónicos más altos, asimetría de la red o potencia reactiva se calculan de forma individual en la divisa establecida y por el periodo de tiempo seleccionado. Esto arroja información al instante sobre si merece la pena o no tomar acciones para limitar las pérdidas económicas, estimadas por la calculadora para el futuro, basándose en parámetros introducidos y supervisados.
Figura 1. Calculadora de pérdidas: configuración de los parámetros de los cable
En el primer paso hay que configurar ciertos parámetros del cable de corriente, como la cantidad de fases, la sección trasversal de los cables, los tipo de material de las líneas o su longitud.
Figura 2. Calculadora de pérdidas: configuración de los parámetros del coste de la energía
A continuación, para una estimación real de las posibles pérdidas, tenemos que introducir los parámetros relacionados con los costes de la energía del consumidor, como:
- coste de 1 kWh de energía activa;
- coste de 1 kWh de energía reactiva con un factor de potencia de PF ≥ 0,8;
- coste de 1 kWh de energía reactiva con un factor de potencia de PF < 0,8;
- divisa de la operación.
Figura 3. Calculadora de pérdidas: configuración de los parámetros del coste de la energía
La calculadora, basándose en las lecturas actuales, puede estimar las posibles pérdidas económicas por hora, día, mes o año, en función de la opción elegida. Se presentarán al usuario tanto como unidad de potencia como directamente en forma de cantidades concretas.
Popt / Copt: pérdidas de potencia / coste relacionado con las mismas en la resistencia de los cables (asumiendo que no hay armónicos más altos, asimetría ni potencia reactiva).
Pdis / Cdis: pérdidas de potencia / coste relacionado con las mismas, causados por armónicos más altos.
Punb / Cunb: pérdidas de potencia / coste relacionado con las mismas, debido a una asimetría de la red.
Prea / Crea: pérdidas de potencia / coste relacionado con las mismas, debido a la presencia de potencia reactiva.
Cpf: coste relacionado con un bajo coeficiente de potencia (alta proporción de potencia reactiva).
Ptot / Ctot: pérdidas totales / coste relacionado con las mismas (suma de las anteriores).
Psav / Csav: pérdidas de potencia / coste relacionado con las mismas, que podrían reducirse mediante la mejora de los parámetros de calidad (p. ej., compensación de los armónicos o eliminación de las asimetrías), que resultan de la relación de Psav = Ptot – Popt.
Cabe tener en cuenta que esto es únicamente una herramienta que ayuda en gran medida al usuario, pero no está libre de fallos, por lo que hay que usarla con precaución. Las estimaciones se realizan en función de los valores de los parámetros temporales de calidad del suministro y están fundamentadas en la premisa de que esos mismos valores se mantienen durante un periodo de tiempo determinado en el futuro. Por lo tanto, los resultados deberían sentar las bases para un análisis más extenso en forma de registro de parámetros de calidad durante un periodo de tiempo más extenso en el punto de instalación, para confirmar las estimaciones calculadas por la calculadora de pérdidas. Estas dos acciones pueden ser el punto de partida para empezar a intervenir en nuestra instalación.
Calculadora de costes de la energí
Esta herramienta permite elegir correctamente la tarifa de facturación para la energía eléctrica suministrada por un proveedor específico. Al contrario que la calculadora de costes, que se basa en los valores de los parámetros de calidad temporales, la calculadora de costes de la energía es una herramienta que se basa en datos ya registrados en un periodo pasado concreto. Si entre los parámetros registrados se encuentra la energía activa EP, es posible calcular los costes de la energía según el tarificador establecido por el usuario. Al conocer la oferta de su proveedor de energía, el usuario puede introducir diferentes variantes de precios y compararlas directamente entre sí.
Figura 4. Tarificador energético. Ajustes generales
Una monitorización exhaustiva de los picos de uso de la energía y de su ciclicidad podría ayudarnos de forma significativa en la elección de una tarifa del operador. En este sentido, los fines de semana o si hay un sistema de trabajo por turnos en el establecimiento, por ejemplo, pueden ser datos relevantes. Los parámetros básicos que debemos introducir son las tarifas aplicables en dichas zonas tarifarias, así como los rangos de aplicación de las mismas.
Figura 5. Tarificador energético. Ajustes del área de facturación
Una interfaz clara permite operar por intervalos de día y hora.
Figura 6. Pantalla de resultados del tarificador energético
Los resultados de la comparación se muestran directamente en forma de la cuota que pagaríamos por un periodo de tiempo concreto con la tarifa elegida. Esto da lugar a una evaluación instantánea en función de la cual podemos tomar nuestra decisión. En los resultados se nos muestra también el uso de energía en kWh en el rango de tiempo sobre el que se registraron los parámetros. Es preciso recordar que estamos hablando solo de energía activa, sin considerar el impacto que tendrá en nuestra factura el generar una gran cantidad de potencia reactiva. Pero esto lo veremos en el siguiente capítulo.
Compensación de la potencia reactiva, contador de energía de cuatro cuadrantes
No se trata de una funcionalidad integrada directamente en los medidores Sonel PQM-707 ni Sonel MPI-540, Sonel MPI-540-PV, sino de una manera más de reducir los importes de las facturas gracias al uso de estos instrumentos. La energía activa consumida se transforma directamente en trabajo útil para los dispositivos. Por su parte, la energía reactiva, aunque es necesaria para el correcto funcionamiento de la red, en exceso genera costes innecesarios e influye en el deterioro de los parámetros de calidad del suministro. Los distribuidores de energía eléctrica suelen cobrar por introducir energía reactiva capacitativa en la red, así como por sobrepasar la cantidad permitida de energía reactiva inductiva. Un parámetro importante en este caso es el factor tgφ, que determina la relación entre la energía reactiva inductiva y la energía activa. Superarlo suele resultar en una penalización contractual. En la mayoría de los casos, el valor de tgφ no debería ser superior a 0,4. Todos los dispositivos de medición de los que hablamos llevan integrada la opción de registrar el flujo de la energía mediante el uso de un contador de cuatro cuadrantes, lo que permite determinar no solo la cantidad de potencia reactiva, sino también su tipo. Esto es básico para su compensación mediante la aplicación de la batería de los condensadores (en el caso de la potencia reactiva inductiva) o de la batería de los reactores de derivación (en el caso de la potencia reactiva capacitativa).
Figura 7. Pantalla de configuración de los parámetros del registrador
Antes de empezar con el registro, es necesario conectar correctamente el medidor a la instalación mediante el uso de abrazaderas de corriente, que vienen incluidas con el medidor. Una interfaz sencilla ofrece la posibilidad de configurar diferentes variantes del sistema de la red junto con parámetros básicos.
El aumento del precio de la energía es una tendencia que no parece ser transitoria y, en esta situación, es importante tener en cuenta y comprobar si su consumo en nuestra instalación es óptimo. Las herramientas presentadas más arriba son complementarias y no son el único método de ahorro, ya que también podemos conseguirlo usando funciones implementadas en los medidores Sonel MPI-540, Sonel MPI-540-PV y Sonel PQM-707. Sin embargo, si nos decidimos a comprarlos, hay que recordar que ambos dispositivos tienen muchas más posibilidades que habría que tener en cuenta, relacionadas con las mediciones y el diagnóstico de las instalaciones eléctricas. Aquí hemos presentado solo aquellos que pueden ayudarnos en la optimización de los costes de la energía.
Autor:
Tomasz Gorzelańczyk
Product Manager, SONEL S.A.
Más posibilidades de ahorrar energía
En estos tiempos de subida de los precios de los servicios, todo ahorro es bienvenido. ¿Quieres tomar las medidas adecuadas para optimizar tus costes energéticos? Puedes encontrar ejemplos de aplicaciones de los productos Sonel en el área de mejora de la eficiencia energética en: Eficiencia energética – ¡ahorra energía!
