Energia reattiva: cos'è e perchè è importante per le aziende
Quando si parla di energia elettrica, il dato più conosciuto è generalmente quello dei consumi, espressi in kilowattora, o kWh.
Per un’azienda, però, può essere importante considerare anche un’altra grandezza: l’energia reattiva. Si tratta di una componente legata al funzionamento di diverse apparecchiature elettriche e che, in determinate condizioni, può avere effetti sia tecnici sia economici sulla fornitura.
Capire che cos’è l’energia reattiva, come viene misurata e quando può incidere sulla bolletta aiuta a conoscere meglio il profilo energetico dell’azienda e a valutare in modo più consapevole eventuali interventi sull’impianto.
1. Che cos'è l'energia reattiva?
L’energia elettrica assorbita o immessa da un impianto può essere descritta, semplificando, attraverso due componenti principali: energia attiva ed energia reattiva.
L’energia attiva è la componente che viene convertita in lavoro utile, calore, movimento, illuminazione o altri effetti fisici. È quella normalmente contabilizzata in kilowattora, cioè kWh.
L’energia reattiva, invece, è associata allo scambio periodico di energia tra la rete e i campi elettrici o magnetici presenti in determinate apparecchiature. Non produce direttamente lavoro utile, ma contribuisce alle condizioni elettriche con cui l’impianto funziona.
L’energia reattiva non deve quindi essere considerata semplicemente come energia “sprecata”. È una componente legata al funzionamento dell’impianto elettrico, che può diventare rilevante soprattutto quando sono presenti carichi di tipo induttivo, come motori, trasformatori e altri macchinari industriali.
L’energia reattiva viene generalmente misurata in kilovoltampere reattivi ora, indicati con la sigla kvarh o kVArh. L’energia attiva, invece, viene misurata in kWh.
È inoltre utile distinguere tra:
energia reattiva prelevata dalla rete;
energia reattiva immessa nella rete.
La prima è spesso associata al funzionamento di carichi induttivi. La seconda può verificarsi, ad esempio, in presenza di sistemi di rifasamento non correttamente regolati o di particolari configurazioni dell’impianto e degli inverter.
2. Quali apparecchiature assorbono energia reattiva?
L’energia reattiva è particolarmente associata alle apparecchiature che utilizzano campi magnetici o elettrici per il loro funzionamento.
In un’azienda può quindi essere collegata, ad esempio, a:
motori elettrici;
trasformatori;
pompe e compressori, attraverso i motori che li azionano;
sistemi di ventilazione;
macchinari industriali;
impianti di refrigerazione;
alcuni sistemi di illuminazione e alimentatori, soprattutto negli impianti meno recenti.
È quindi normale rilevare energia reattiva in molti contesti produttivi e commerciali.
Il problema non consiste necessariamente nella presenza di energia reattiva, ma nella quantità prelevata o immessa, nel rapporto con l’energia attiva e nelle caratteristiche complessive dell’impianto.
Per questo motivo, il dato deve essere interpretato insieme alle altre informazioni relative alla fornitura, senza considerarlo isolatamente.
3. Energia attiva ed energia reattiva: qual è la differenza?
La differenza tra energia attiva ed energia reattiva può essere difficile da comprendere se si osservano soltanto i dati riportati in bolletta.
Un modo semplice per ragionare è il seguente:
l’energia attiva è la componente che l’impianto converte in lavoro utile, calore, luce, movimento o altri effetti fisici;
l’energia reattiva è collegata allo scambio di energia necessario per mantenere i campi elettrici o magnetici di determinate apparecchiature;
l’energia attiva si misura in kWh;
l’energia reattiva si misura in kvarh o kVArh.
Le due grandezze sono diverse, ma sono collegate al comportamento complessivo dell’impianto. Il loro rapporto è utile per valutare il fattore di potenza, spesso indicato con la sigla cos φ.
Un fattore di potenza più basso indica, in termini generali, una maggiore presenza di componente reattiva rispetto all’energia attiva. Per un’azienda, quindi, non è sufficiente conoscere soltanto quanti kWh vengono consumati: osservare anche l’energia reattiva può aiutare a comprendere meglio come viene utilizzata l’elettricità e quali caratteristiche presenta la fornitura.
4. Quando l'energia reattiva può incidere sulla bolletta?
La presenza di energia reattiva non significa automaticamente che l’azienda debba sostenere un costo aggiuntivo.
La regolazione del settore elettrico prevede specifiche condizioni per l’applicazione dei corrispettivi relativi all’energia reattiva. In generale, la valutazione tiene conto del rapporto tra energia reattiva ed energia attiva e delle caratteristiche della specifica fornitura.
Tra gli elementi da considerare rientrano:
il livello di tensione, ad esempio bassa o media tensione;
la potenza disponibile;
la fascia oraria;
la quantità di energia attiva consumata;
la quantità di energia reattiva prelevata;
l’eventuale energia reattiva immessa;
le regole tariffarie vigenti nel periodo considerato.
Per alcune forniture, la soglia di riferimento per i prelievi di energia reattiva è generalmente collegata al 33% dell’energia attiva, valore corrispondente indicativamente a un fattore di potenza pari a circa 0,95. Tuttavia, questa indicazione non deve essere applicata in modo automatico a ogni utenza.
Occorre verificare le condizioni applicabili alla singola fornitura e distinguere tra energia reattiva prelevata ed energia reattiva immessa. La disciplina considera infatti anche le immissioni di energia reattiva in determinate condizioni.
ARERA prevede che la documentazione di fatturazione riporti, per le forniture interessate, le informazioni relative all’energia reattiva fatturata, al rapporto tra energia reattiva ed energia attiva e al fattore di potenza.
In altre parole, non è il semplice fatto che sia presente energia reattiva a indicare un problema. È l’analisi della sua quantità, del rapporto con l’energia attiva e delle condizioni della fornitura a permettere di capire se sia necessario un approfondimento.
5. Come si legge l’energia reattiva in bolletta?
Il dato relativo all’energia reattiva può essere riportato nella bolletta o nella documentazione associata alla fornitura. Normalmente è espresso in kvarh o kVArh.
Per interpretarlo correttamente è utile osservare almeno:
quanta energia attiva è stata consumata;
quanta energia reattiva è stata prelevata;
se è presente energia reattiva immessa;
come cambiano questi valori nel tempo;
se sono presenti corrispettivi associati all’energia reattiva;
quale rapporto esiste tra energia reattiva ed energia attiva;
quale fattore di potenza viene indicato;
quali sono le caratteristiche dell’impianto e delle apparecchiature utilizzate.
Un singolo valore, preso isolatamente, può infatti fornire poche informazioni.
È più utile osservare l’andamento su più periodi, preferibilmente confrontando dati omogenei e tenendo conto della stagionalità, dei turni di produzione e delle variazioni nell’utilizzo dei macchinari.
Per i clienti con potenza disponibile superiore a 16,5 kW, la documentazione può includere il rapporto tra energia reattiva ed energia attiva e il fattore di potenza effettivo per ciascun mese del periodo di fatturazione.
In questo modo è possibile distinguere una situazione occasionale da un fenomeno ricorrente.
6. Che cos’è il rifasamento?
Quando l’energia reattiva assume un peso significativo, una possibile soluzione tecnica è il rifasamento dell’impianto.
Il rifasamento consiste nell’utilizzo di dispositivi destinati a compensare, in tutto o in parte, la componente reattiva associata ai carichi dell’impianto. Tra le soluzioni più comuni rientrano le batterie di condensatori, che possono essere fisse oppure automatiche.
L’obiettivo è ridurre lo scambio di energia reattiva con la rete e migliorare il comportamento elettrico dell’impianto.
Non esiste però una soluzione valida in modo automatico per ogni azienda. Prima di valutare un intervento è opportuno analizzare:
il profilo di carico dell’impianto;
la quantità di energia reattiva prelevata e immessa;
la variazione dei carichi nel corso della giornata;
la presenza di armoniche;
l’eventuale presenza di un impianto fotovoltaico;
lo stato dei sistemi di rifasamento già installati;
il rischio di sovracompensazione o di risonanze.
In presenza di armoniche o di carichi particolari, potrebbe essere necessario valutare soluzioni diverse o più articolate rispetto a una semplice batteria di condensatori.
Un sistema di rifasamento non correttamente dimensionato può infatti creare nuovi problemi, anziché risolvere quelli esistenti. Per questo motivo, la scelta dovrebbe essere preceduta da una verifica tecnica dei dati di misura e delle condizioni effettive dell’impianto.
7. Perché è utile monitorare l’energia reattiva nel tempo?
Per un’azienda, il valore di un dato energetico non sta soltanto nella sua fotografia in un determinato momento. È soprattutto il suo andamento nel tempo a fornire informazioni utili.
Una variazione dell’energia reattiva potrebbe, ad esempio, coincidere con:
l’introduzione di nuovi macchinari;
una modifica dei turni di produzione;
un diverso utilizzo degli impianti;
l’attivazione o la modifica di un sistema di rifasamento;
l’installazione di un impianto fotovoltaico;
la presenza di nuovi inverter o apparecchiature elettroniche;
l’installazione o la rimozione di trasformatori;
una modifica del livello o dello schema di connessione;
cambiamenti nelle modalità operative dell’azienda.
Monitorare questi dati consente di collegare l’andamento della fornitura alle attività effettivamente svolte.
Un controllo periodico può aiutare a:
individuare variazioni anomale;
verificare l’efficacia di un intervento di rifasamento;
riconoscere eventuali fenomeni di sovracompensazione;
confrontare periodi diversi;
supportare la manutenzione dell’impianto;
valutare più consapevolmente i costi della fornitura.
Per un’azienda con più sedi o più punti di prelievo, inoltre, il confronto tra forniture può aiutare a capire dove determinati fenomeni risultano maggiormente presenti.
8. Quali verifiche può fare un’azienda?
Quando dall’analisi emerge una quantità significativa di energia reattiva, è utile procedere per gradi.
Una prima verifica può riguardare la bolletta e i dati di misura, controllando:
il periodo di riferimento;
i consumi di energia attiva;
l’energia reattiva prelevata;
l’eventuale energia reattiva immessa;
le fasce orarie;
il rapporto tra energia reattiva ed energia attiva;
gli eventuali corrispettivi applicati.
Successivamente è possibile confrontare i dati con le caratteristiche dell’impianto e con le attività svolte nel periodo considerato.
Se il fenomeno è ricorrente o non facilmente spiegabile, può essere opportuno effettuare un’analisi tecnica con misure elettriche più dettagliate. In questo modo si può valutare se il problema dipenda da specifici carichi, da un sistema di rifasamento non adeguato, da armoniche o da modifiche intervenute nell’impianto.
L’eventuale installazione o modifica di un sistema di rifasamento dovrebbe quindi essere valutata sulla base dei dati effettivi e non soltanto della presenza di una voce relativa all’energia reattiva in bolletta.
Conclusioni
L’energia reattiva è una componente normale del funzionamento di molti impianti elettrici aziendali. La sua presenza non indica necessariamente un’anomalia e non comporta automaticamente un costo aggiuntivo.
Tuttavia, quando il suo valore è elevato rispetto all’energia attiva, oppure quando si verificano immissioni non desiderate in rete, può essere utile approfondire la situazione.
La lettura dei dati di bolletta, il monitoraggio nel tempo e una verifica delle apparecchiature consentono di capire se siano necessari interventi tecnici, come il rifasamento o la regolazione dei sistemi già presenti.
L’obiettivo non è eliminare completamente l’energia reattiva, ma gestirla in modo coerente con le caratteristiche dell’impianto, con le modalità operative dell’azienda e con la regolazione applicabile alla specifica fornitura.
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