Obniżenie rachunków za energię elektryczną poprzez analizę parametrów sieci analizatorem jakości zasilania PQM
W dobie obecnego kryzysu energetycznego i kurczących się paliw kopalnych coraz częściej konsumenci energii elektrycznej szukają sposobów na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej oraz obniżenia opłat. Podstawowymi działaniami mającymi na celu zmniejszenie poboru energii elektrycznej, są działania optymalizacyjne takie jak wyłączanie nieużywanych odbiorników, używanie odbiorników w znamionowych warunkach pracy (tzn. bez niedociążenia lub przeciążenia), stosowanie automatyki dbającej o racjonalne wykorzystanie urządzeń elektrycznych (np. automaty zmierzchowe do oświetlenia). Kolejnym krokiem jest instalacja lub wymiana istniejących odbiorników na bardziej energooszczędne, co w naturalny sposób prowadzi do zmniejszenia zużycia energii. Dopełnieniem całości jest instalacja lokalnych źródeł zasilania takich jak instalacje fotowoltaiczne — najlepiej, gdy źródła te są skojarzone z magazynami energii elektrycznej.
Należy jednak zdawać sobie sprawę, że oszczędności to nie tylko zmniejszenie poboru energii czynnej, ale także optymalizacja systemu elektrycznego pod kątem lepszej jakości zasilania. Coraz więcej odbiorców płaci za energię bierną, zarówno o charakterze indukcyjnym, jak i pojemnościowym, co jest skutkiem stosowania nowoczesnych odbiorników nieliniowych oraz złej jakości zasilania. Dlatego tak ważne jest w dzisiejszych czasach, aby już na etapie zakupu i instalacji energooszczędnych odbiorników elektrycznych być świadomym, jakie dodatkowe opłaty mogą one spowodować.
Zatem w jaki sposób można zmniejszyć zużycie energii oraz rachunki za energię elektryczną przy pomocy analizatorów Sonel PQM-700, Sonel PQM-707, Sonel PQM-710, Sonel PQM-711? Otóż wystarczy podłączyć analizator w miejscu, które należy zbadać i wykonać pomiary. Analiza pomiarów pokaże obraz sieci elektrycznej pod kątem obciążeń, harmonicznych, asymetrii zasilania i innych parametrów, które mogą być poprawione. A możliwości oszczędności energii i kosztów jest kilka.
Odbiorcy energii powszechnie instalują energooszczędne odbiorniki, które mają zużywać mniejsze ilości energii czynnej. Jest to proekologiczne podejście, ale może wiązać się z tym pewna pułapka. Przykładem może być oświetlenie LED. Są to wybitnie energooszczędne źródła światła, ale jednocześnie w przytłaczającej większości, są to źródła mocy biernej pojemnościowej. Wiele razy można było usłyszeć o odbiorcach energii elektrycznej, którzy wymienili setki starszych źródeł światła na nowoczesne diodowe. Wymiana zauważalnie zmniejszyła rachunki za energię czynną, ale jednocześnie zwiększyła opłaty za energię bierną pojemnościową. A to może sporo kosztować, gdyż dostawcy energii obciążają odbiorców za każdą kilowarogodzinę, którą zarejestruje licznik zliczający 4-kwadrantowo. Aby obniżyć opłaty za moc bierną, należy stosować mieszanie odbiorników o charakterze indukcyjnym i pojemnościowym w poszczególnych fazach. Jeśli nie jest to możliwe, pozostaje zainstalowanie kompensatora mocy biernej, czy to w postaci kompensacji statycznej (dławiki, kondensatory) czy w postaci dynamicznej (kompensatory energoelektroniczne). Na Rys. 1 przedstawiono przykład rejestracji energii biernej indukcyjnej i pojemnościowej przed i po kompensacji. Przed kompensacją opłaty za energię bierną pojemnościową stanowiły 10% kosztów całości opłat. Dzięki zastosowaniu układu kompensacji, opłaty za moc bierną pojemnościową zmalały o 100% w skali miesiąca.
Rys. 1. Wykresy energii biernej indukcyjnej (kolor zielony) oraz pojemnościowej (kolor czerwony)
Najistotniejszymi parametrami z punktu widzenia opłat, jest moc i energia. Każdy odbiorca ma podpisaną umowę z dostawcą energii elektrycznej, w której określona jest moc umowna. Moc umowna określa maksymalną moc czynną, której odbiorca nie może przekroczyć w 15-minutowych okresach rozliczeniowych. Jeśli więc na fakturze występują kary w formie opłat za przekroczenie mocy umownej, tworząc profil obciążenia odbiorcy przy pomocy analizatora Sonel PQM, można szybko wykryć momenty przekroczenia mocy umownej. Instalując energooszczędne odbiorniki oraz optymalizując wykorzystanie odbiorników energii, można doprowadzić do wyeliminowania kar za przekroczenia. Jeśli optymalizacja jest niemożliwa np. z powodu procesów technologicznych, można wystąpić do dostawcy o zwiększenie mocy umownej. Wiąże się to ze zwiększeniem opłat stałych, ale jeśli analiza wykaże mniejsze koszty opłat od kar za przekroczenia — oszczędności mogą być istotne. Odwrotna sytuacja może wystąpić, gdy moc umowna jest duża, a realne wykorzystanie mocy przez odbiorcę jest niewspółmiernie małe. Wówczas poprzez zmniejszenie mocy umownej, można zredukować koszty. Na Rys. 2 pokazano profil obciążenia firmy, która miała moc umowną 25,8 kW. Maksymalne użycie mocy zanotowano na poziomie 8,5 kW. Pomiary umożliwiły zmniejszenie mocy umownej, co pozwoliło zmniejszyć opłaty o 6% w skali roku.
Rys. 2. Profil obciążenia małego przedsiębiorstwa
Oszczędności w opłatach za energię czynną można uzyskać poprzez odpowiedni dobór taryfy energii elektrycznej. Posiadając zarejestrowane dane, można skalkulować, która taryfa będzie najbardziej ekonomiczna. Dla wielu odbiorców najczęściej wystarczy najprostsza taryfa całodobowa. Dla innych odbiorców może być zasadna taryfa wielostrefowa, jeśli ich profil obciążenia preferuje zużycie energii w okresach pozaszczytowych, gdzie opłaty są wyraźnie mniejsze. Nie jest niczym nadzwyczajnym uzyskanie oszczędności rzędu kilku procent w skali roku, tylko poprzez zmianę taryfy na bardziej optymalną. Warto podkreślić, że oprogramowanie Sonel Analiza dołączone do analizatorów PQM posiada funkcjonalność kalkulatora taryf energii czynnej, która pozwala szybko oszacować najkorzystniejszą taryfę. Obok zmiany taryfy, korzystna może być również zmiana dostawcy energii. Wybierając innego dystrybutora, mamy szansę zyskać dodatkową oszczędność stosunkowo małym nakładem pracy. Na Rys. 3 pokazano podsumowanie raportu z pomiarów energii czynnej niewielkiego lokalu usługowego w ujęciu miesięcznym. Profil obciążenia pokazuje, że przejście z taryfy jednostrefowej na dwustrefową spowoduje oszczędności w ujęciu rocznym o ok. 13%.
Rys. 3. Podsumowanie raportu kalkulatora taryf energii elektrycznej czynnej
Na wstępie artykułu wspomniano o trendzie instalowania lokalnych źródeł zasilania, w szczególności instalacji fotowoltaicznych. Jest to bardzo dobra inicjatywa mająca na celu zmniejszenie opłat za energię elektryczną. Niestety, duże nagromadzenie mikroinstalacji PV powoduje często poważne problemy z jakością zasilania. Głównie są to przekroczenia dopuszczalnego przepisami limitu napięcia oraz przekroczenia wskaźnika migotania światła. Przyczyn jest kilka: od złej konfiguracji inwerterów po przestarzałą sieć energetyczną. Największym problemem z punktu widzenia właściciela instalacji PV jest wyłączanie się inwertera i brak generacji mocy czynnej. Powoduje to wymierne straty finansowe. Wykorzystując analizatory serii Sonel PQM można ustalić przyczyny problemów występujących w sieci. W tym kierunku powstał dedykowany raport dla instalacji OZE w programie Sonel Analiza. Po wykonaniu pomiarów można określić, czy zmieniając ustawienia inwerterów pod kątem zarządzania energią bierną, można zredukować ilość zbędnych przestojów generatorów. Również dostawca energii na podstawie pomiarów może dokonać niezbędnych przełączeń w sieci lub zaplanować wręcz modernizację linii zasilającej. Na Rys. 4 pokazano przykład przekroczenia napięcia w stacji zasilającej dzielnicę willową w dużym mieście. Po analizie pomiarów i możliwości technicznych dokonano przełączenia części odbiorców z instalacjami PV do innej stacji transformatorowej. Spowodowało to poprawę sytuacji, co potwierdzają pomiary analizatorem.
Rys. 4. Wykresy napięć w stacji zasilającej
Więcej sposobów na oszczędzanie energii
W dobie wzrostu cen mediów każda oszczędność jest bardzo pożądana. Chcesz podjąć odpowiednie działania optymalizujące koszty poniesione za energię? Przykłady zastosowań produktów Sonel w obszarze poprawy efektywności energetycznej znajdziesz na stronie: Efektywność energetyczna – oszczędzaj energię!
