Breve descrizione tecnica

Molti dispositivi elettrici hanno carichi induttivi. Tutti questi richiedono sia energia elettrica attiva che reattiva . La potenza elettrica attiva viene convertita in energia meccanica utile, mentre la potenza elettrica reattiva viene utilizzata per mantenere i campi magnetici del dispositivo. Questa energia elettrica reattiva viene trasferita periodicamente in entrambe le direzioni, tra il generatore (rete elettrica) e il carico (utenza finale), alla stessa frequenza di fornitura. Anche banchi di condensatori e cavi assorbono energia reattiva.

La somma vettoriale della potenza elettrica reale (attiva) e di quella reattiva restituisce la potenza apparente che deve essere convogliata dalla rete e che deve quindi essere presa in considerazione dagli impianti di produzione e dai gestori della rete elettrica. Ciò significa che generatori, trasformatori, linee di trasporto, quadri, ecc. devono essere dimensionati per una potenza maggiore rispetto a quella necessaria in presenza di sola potenza elettrica attiva.

I sistemi di produzione (compresi quelli interni all'azienda per l'autoproduzione) sono quindi gravati da maggiori costi di impianto nonché perdite elettriche. I distributori quindi, applicano penali per la potenza reattiva che supera una determinata soglia (in Italia il fattore di potenza deve essere minimo di 0,95 per non incorrere in penali).

Fattore di potenza elettrica (cos fi) = potenza reale/potenza apparente

Ad esempio, richiamando il triangolo delle potenze, se:

• potenza reale = 100 kW
• potenza apparente = 142 kVAr

si ottiene un fattore di potenza pari a 0,70 (cioè 100/142). Questo indica che solo il 70% della corrente fornita dalla rete elettrica è utilizzato per produrre lavoro utile.

Se il fattore di potenza viene corretto ad esempio installando un rifasatore presso l'utenza, l'assorbimento di potenza reattiva viene sensibilmente ridotto. La correzione del fattore di potenza è più efficace quando il rifasatore è di nuova generazione e posto in prossimità del carico.

Il fattore di potenza può cambiare nel tempo, così come le apparecchiature, e quindi richiede controlli periodici (a seconda del sito e dell'utilizzo, questi controlli possono essere fatti con frequenze variabili da 3 a 10 anni). Gli stessi rifasatori utilizzati per correggere il fattore di potenza si deteriorano con il tempo e richiedono verifiche periodiche controllando se i condensatori si riscaldano durante il funzionamento.

Altre misure da prendere in considerazione:

• minimizzare funzionamenti a minimo carico dei motori
• non far funzionare le attrezzature a voltaggi superiori a quelli consentiti
• sostituire motori standard giunti a fine vita con motori ad alta efficienza energetica
• far funzionare i motori in corrispondenza del punto di massimo fattore di potenza di progetto (anche con motori ad alta efficienza energetica il fattore di potenza è significativamente influenzato da variazioni di carico)