A fatura de energia residencial, para clientes comuns, apesar de conter termos que nem sempre são muito conhecidos pelo público que não é do setor elétrico, ainda é mais objetiva que de outros clientes, já que, aqui, as grandezas envolvidas refletem, apenas, montantes consumidos. Porém conforme o tipo de consumidor muda e as cargas aumentam substancialmente, novas grandezas começam a aparecer no faturamento, muito em razão da natureza das cargas que são utilizadas nestes tipos de unidades consumidoras. E isto diz respeito a maior parte da gama de médias e grandes empresas, como clientes rurais que se utilizam de levantes de irrigação e secagem de grãos, ou indústrias de beneficiamento destes, indústrias de transformação, indústrias de extração, comércios de médio e grande porte, hospitais, universidades, dentre muitos outros. Todas estas citadas, de forma exemplificada costumam utilizar equipamentos elétricos com certas particularidades. E um termo que muitas vezes acaba por levantar dúvidas por parte dos consumidores é o de reativos excedentes, ligado diretamente ao fator de potência final da unidade consumidora. O fator de potência diz respeito a relação entre energias de todos os equipamentos conectados, e em funcionamento, conforme será explicado a seguir.
Tipos de energia
Para entender este termo, precisamos esclarecer que, qualquer tipo de equipamento elétrico produz o que chamamos de potência aparente, e sua unidade é bastante conhecida, e identificada comumente na descrição de transformadores, que é o volt-ampère (VA). Esta energia, eletromagnética, é composta por outros dois tipos: a ativa e a reativa. Potência ativa, ou útil, é a que produz trabalho, por exemplo para realizar o torque no eixo de um motor, e sua unidade é o watt (W). Já a potência reativa não produz trabalho, e sua unidade é volt-ampère-reativo (VAr). Esta energia pode ter duas naturezas, as quais neste momento não nos aprofundaremos, chamadas capacitivas e indutivas.
Estas energias podem ser vinculadas no que chamamos de triângulo de potências
Onde P é um fasor que representa a potência ativa, Q é um fasor que representa a potência reativa e S é um fasor que representa a potência aparente, que seria a soma dos fasores P e Q. A importância de observarmos o triângulo de potências está no ângulo ϕ1 destacado acima, pois o cosseno deste ângulo é um termo fundamental neste assunto, isto é, o fator de potência, conforme abaixo:
Quanto maior é o ângulo, menor é o seu cosseno, e menor é o fator de potência. Além disso, observamos a natureza da energia reativa, já que a maior parte dos equipamentos elétricos, como bombas e motores, produzem energia indutiva, e no triângulo mostrado anteriormente isto é indicado por meio do fasor Q apontar para cima. Usualmente o fasor apontado para cima é considerado para energia reativa indutiva e o apontado para baixo para energia reativa capacitiva.
Mas o que isto tem a ver com os reativos excedentes?
Bom, todos os equipamentos de uma planta industrial produzem energia eletromagnética para desempenhar suas funções e, para o ciclo de energia ocorrer, energia reativa flui para a rede elétrica. Porém a ANEEL determina um fator de potência de referência de 0,92 e, portanto, unidades consumidoras com fator de potência inferior a este valor, sem considerar se é positivo ou negativo, estão sujeitas a pagar por reativos excedentes. Ou seja, por definição, reativos excedentes tem a ver com uma relação entre o que efetivamente é injetado na rede caso o fator de potência seja menor que o de referência. Este faturamento leva em consideração o teor (a natureza) da energia reativa, já que uma unidade pode injetar, tanto reativos indutivos (fator de potência positivo), quanto capacitivos (fator de potência negativo). A legislação determina o faturamento de acordo com o horário: entre as 06:00 e as 23:59, reativos excedentes de teor indutivo são faturados, enquanto de teor capacitivo não. Já entre as 00:00 e as 06:00, ocorre o contrário, faturando-se reativos capacitivos e não faturando-se reativos indutivos. Esta diferenciação horária não ocorre na tarifa em si, sendo a mesma para reativos de ambos os teores.
E como é possível aumentar o fator de potência?
O controle do fator de potência não é algo trivial a se fazer, sendo necessário realizar um monitoramento junto ao medidor, ou mesmo se solicitando as memórias de massa para a distribuidora, que são documentos que contém todo o tipo de fluxo de energia realizado pelo consumidor em um período especificado. Isto, inclusive, é algo que o SOLE (Serviços online de energia), nosso equipamento de telemetria, nos permite acompanhar em tempo real. Após avaliar os montantes de energia reativa, podemos pensar em uma forma de compensá-los. É importante ressaltar que as naturezas indutiva e capacitiva são contrárias. Então, de maneira resumida, podemos dizer que compensamos energia reativa indutiva inserindo energia reativa capacitiva no processo, através dos conhecidos bancos de capacitores. Na prática, inserimos um fasor no já citado triângulo de potência de forma a reduzir a “dimensão” do fasor Q. Isto reduz o ângulo ϕ, conforme é exposto abaixo:
O fasor Q_c, inserido no triângulo de potências, reduz Q1 para Q2, o que reduz o ângulo ϕ1 para ϕ2. Desta forma reduzimos a potência aparente através da redução da energia reativa, porém não alterando a potência útil do sistema, o que causa aumento no fator de potência.
Então basta instalar um banco de capacitores em minha planta para não me preocupar com reativos excedentes?
Depende. O banco de capacitores deverá possuir algum tipo de automação de forma a se desligar durante a noite. Isto pode ser feito através de um timer ou por um equipamento de controle automático específico, onde o primeiro é uma solução mais simplificada, isto é, programamos seu desligamento e religamento em horários fixos, enquanto o segundo nos permite adequar o banco de maneira totalmente dependente da situação (aumentando ou reduzindo a carga de energia reativa capacitiva conforme o necessário no momento). Há esta necessidade porque, no caso de cargas ficarem ociosas no período noturno (entre as 00:00 e 06:00), a energia predominante será a capacitiva, isto é, a que é faturada neste período. O resultado seria como a seguir:
Ou seja, o ângulo passaria a ser negativo, o que causaria um fator de potência negativo, causado pelo banco de capacitores. O resultado seria um faturamento de reativos excedente, mudando apenas o seu teor.
Com isto, podemos observar que o controle do fator de potência em sua empresa não é algo trivial para ser feito. Porém, é de enorme importância, já que a não correção deste índice acaba por causar um faturamento desnecessário. Um bom dimensionamento de bancos de capacitores, e um constante acompanhamento, acaba por compensar o investimento inicial muito rapidamente, apenas com o que se deixa de pagar por este tipo de energia (que seus equipamentos não utilizam) em poucos meses.
Autor:
Linkedin: Diego Mackedanz Duarte
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