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Fator de potência: como calcular para a indústria

O fator de potência pode ser uma das ferramentas mais úteis para diagnosticar alguns tipos de desperdício de energia elétrica na planta industrial e encontrar a melhor solução para problemas desse tipo.

Neste artigo, você vai entender desde sua definição, seu cálculo e claro, como solucionar problemas de desperdício de energia elétrica.

O que é fator de potência?

O fator de potência ajuda a entender se um sistema elétrico operando em corrente alternada (CA) está apresentando uma eficiência energética boa – ou seja, convertendo energia de forma eficaz – ou baixa, com desperdício de energia utilizada. Nada mais é do que a relação entre potência ativa e reativa de uma instalação.

Por que o monitoramento de energia elétrica é importante?

A potência ativa: é aquela que realmente converte a energia elétrica em ação. É ela que define a capacidade do circuito de produzir trabalho em um determinado período de tempo.

A potência reativa: é a medida da energia armazenada que é devolvida para a fonte durante cada ciclo de corrente alternada, não podendo mais ser transformada em trabalho útil. É a energia que é utilizada para produzir os campos eletromagnéticos necessários para o funcionamento de certas cargas.

Utilizando a analogia de um chopp, o líquido é a potência ativa, enquanto a potência reativa seria a espuma. A totalidade do copo representa a potência aparente, que é definida como a soma das duas.

Como calcular o fator de potência

Devido aos componentes reativos presentes na carga, a potência aparente é superior à potência ativa, resultando em um fator de potência sempre inferior a 1.

Uma instalação com um fator de potência próximo a 1 indica uma maior eficiência energética, pois uma parcela significativa da energia utilizada é convertida em trabalho. Por outro lado, um fator de potência baixo indica que a energia está sendo subutilizada.

O cálculo produz um resultado que pode variar entre -1 e 1, e é conhecido como fator de potência indutivo ou capacitivo, dependendo do valor obtido.

Quando o valor estiver entre -1 e 0, é classificado como FP indutivo, indicando que a instalação elétrica está absorvendo energia reativa.

É importante destacar que essa classificação não indica necessariamente que o motor seja defeituoso, mas sim uma característica de equipamentos que utilizam a indução eletromagnética em seu funcionamento.

Por que os motores elétricos queimam?

Quando o valor do cálculo está entre 0 e 1, o FP é considerado capacitivo. Em dispositivos que utilizam energia elétrica em seu funcionamento, é fundamental que esse valor seja o mais próximo possível de 1, em conformidade com a regulamentação nacional.

 A Resolução Normativa Nº 414/201, emitida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) para padronizar o consumo de energia elétrica, estabelece um FP mínimo de 0,92.

Caso o FP seja menor, a empresa está sujeita a multas por parte da concessionária de energia elétrica e pode gastar mais energia do que o necessário.

Principais causas de um baixo fator de potência

Equipamentos ou situações que demandam muita energia reativa acabam causando baixo fator de potência como consequência. É fundamental ficar de olho em motores trabalhando em vazio, máquinas superdimensionadas para suas cargas, lâmpadas de descarga (fluorescentes, de vapor de mercúrio, etc.) sem correção de fator de potência e na proporção de transformadores e motores.

Um fator de potência baixo indica que a energia está sendo mal aproveitada, resultando em uma baixa eficiência energética. Essa condição pode gerar riscos significativos, aumento nos custos e prejuízos para a planta.

Além de gerar custos adicionais com a concessionária, um fator de potência baixo causa problemas com a qualidade de energia, como flutuações de tensão e distorções harmônicas afetando a operação dos equipamentos.

A corrente reativa excessiva também pode causar o sobreaquecimento das máquinas reduzindo a vida útil dos equipamentos.

Custos e desperdícios na manutenção: como evitar?

Como melhorar o FP da sua instalação industrial?

Para melhorar o FP, algumas providências básicas podem ser tomadas:

• Dimensionar corretamente motores e equipamentos;
• Utilizar equipamentos de forma inteligente e apenas quando necessário;
• Instalar capacitores onde for necessário;
• Corrigir o baixo fator de potência com a ajuda de monitoramento contínuo da rede elétrica e manutenção preditiva.

Com sensores IoT monitorando bombas, compressores, bancos de capacitores, painéis elétricos ou outros ativos, é possível identificar falhas elétricas antes que aconteçam e monitorar o consumo de energia de cada máquina. Um exemplo de monitoramento online para esse tipo de equipamento é o Energy Trac, sensor de tensão e corrente da TRACTIAN.

Com o sensor instalado, é possível acompanhar indicadores de manutenção, a saúde da rede elétrica e padrões de consumo do ativo de maneira remota e em tempo real. Além disso, ele identifica o exato modo de falha e envia prescrições precisas para que a equipe saiba como agir para corrigir o problema.

Isso minimiza o tempo entre a falha e a correção do problema e elimina corretivas inesperadas, paradas não programadas e gastos excessivos de manutenção.

Trabalhar com um fator de potência abaixo do limite é arriscado. Com a tecnologia disponível atualmente, é mais fácil do que nunca impulsionar a produtividade e a eficiência da sua planta!

Entre em contato com um especialista da TRACTIAN e agende uma demonstração.

Escrito por: TRACTIAN – Monitoramento online