Реактивная мощность и cos φ: откуда штрафы у юрлица и помогает ли солнечная станция
Владелец производства ставит станцию, ждёт падения счёта — и видит, что одна из строк не уменьшилась вовсе. Это плата за реактивную мощность, и солнце на неё влияет не так, как кажется.
Что такое реактивная мощность
Асинхронные двигатели, трансформаторы, дроссели, сварочное оборудование создают магнитное поле. Энергия на его создание берётся из сети и возвращается обратно каждые полпериода — она не превращается в работу, но занимает пропускную способность линии. Это и есть реактивная составляющая.
Активная мощность (кВт) делает работу. Полная (кВА) — то, что реально течёт по проводам. Отношение активной к полной и есть коэффициент мощности, cos φ. У предприятия с большим парком двигателей он легко опускается до 0,7–0,8.
Сеть вынуждена передавать больше тока, чем нужно для работы, — отсюда потери и плата за реактивную энергию для промышленных потребителей.
Что делает солнечная станция
Прямо — почти ничего. Инвертор по умолчанию выдаёт активную мощность с cos φ около единицы. Он замещает активное потребление, но реактивная нагрузка ваших двигателей никуда не девается: она как требовала реактивную энергию из сети, так и требует.
Более того, возможен неприятный эффект: активное потребление из сети упало, реактивное осталось прежним — и измеренный на вводе cos φ ухудшился. Абсолютная величина реактивной энергии не выросла, но соотношение стало хуже, и если тариф завязан на коэффициент, плата может даже подрасти. Это не повод отказываться от станции — это повод посчитать компенсацию заранее.
Что инвертор всё-таки умеет
Многие сетевые и гибридные инверторы поддерживают выдачу реактивной мощности — режимы фиксированного cos φ или регулирования по напряжению. Функция предусмотрена для поддержки сети и обычно активируется по требованию энергоснабжающей организации.
Использовать её как замену конденсаторной установке нельзя по простой причине: инвертор работает только когда светит солнце. Двигатели работают круглосуточно, и ночью компенсировать будет нечем.
Правильное решение — компенсация
Реактивную мощность компенсируют там, где она возникает:
- Конденсаторная установка (КРМ) на вводе или на группе потребителей — автоматически подключает ступени конденсаторов и держит cos φ в заданном коридоре.
- Индивидуальная компенсация на крупном двигателе — конденсатор рядом с потребителем, разгружает всю линию до него.
- Замена вечно недогруженных двигателей. Двигатель на 30 % загрузки имеет ужасный cos φ. Иногда дешевле поставить меньший, чем компенсировать больший.
Порядок действий для предприятия
- Поднять счета за год и найти строку по реактивной энергии — понять, о каких деньгах речь.
- Измерить фактический cos φ на вводе, лучше регистратором за неделю: он меняется по сменам.
- Посчитать компенсацию отдельно от солнечной станции — это два независимых мероприятия с разной окупаемостью.
- Проектировать их вместе: если ставите станцию, узел учёта и щит всё равно затрагиваются, и добавить КРМ в этот момент дешевле.
Что реально даёт станция предприятию
Не cos φ, а другое: замещение дневного активного потребления, снижение пиковой нагрузки в связке с накопителем и предсказуемость расходов на годы вперёд. Из чего складывается счёт юрлица, разобрано в статье о тарифах для юридических лиц.
Пришлите счета и профиль потребления через форму расчёта для бизнеса — посчитаем, какая часть счёта закрывается солнцем, а какая требует компенсации реактивной мощности.