Artykuł sponsorowany

Problem mocy biernej w oświetleniu LED

 Jatech  |  04.04.2017  |  1
Jatech Sp. z o.o.

Nieodpowiednio dobrane oświetlenie ze źródłami LED może powodować straty finansowe użytkowników oraz zakłócenia w pracy pobliskich urządzeń elektrycznych. „Winowajcą” jest w takich przypadkach zasilacz o niskiej jakości. Pobiera on bezużyteczną moc, nazywaną „mocą bierną”, a także obniża jakość dostarczanej energii.

Problem poboru mocy biernej dotyczył kiedyś dużych odbiorców (np. zakładów produkcyjnych), zasilanych z sieci wysokiego i średniego napięcia. Obecnie powszechne stosowanie nowoczesnych liczników energii elektrycznej umożliwia pomiar mocy biernej u odbiorców małych, zasilanych z sieci niskiego napięcia. Wysokość naliczanych  opłat za ponad umowny pobór mocy biernej może sięgać nawet 30% rachunku za energię elektryczną. Moc bierna wpływa również na sieć zasilającą, powodując jej nadmierne grzanie ze względu na znaczny wzrost natężenia płynącego w niej prądu, a następnie dokuczliwe dla odbiorców zadziałanie zabezpieczeń i odłączanie odbiorników.

Moc bierna w nowoczesnym oświetleniu

Moc bierna występuje powszechnie we współczesnych urządzeniach elektrotechnicznych. Dotyczy to również nowoczesnego oświetlenia ze źródłami światła LED. Diody LED wymagają zasilania niskim napięciem i stabilizowanym prądem, które powinien zapewnić im zasilasz. O klasie zasilacza świadczą zastosowane w nim elementy elektroniczne. Tani i ubogi zasilacz, pozbawiony filtrów i układów zabezpieczających, jest niebezpieczny dla samej diody. Nie tylko nie chroni jej przed nadmiernym wzrostem napięcia czy prądu, ale dodatkowo sam jest źródłem zakłóceń przesyłanych do linii energetycznej.

Większość współczesnych odbiorników elektrycznych pobiera zarówno moc czynną (jest to moc potrzebna do rzeczywistego wykonania pracy przez urządzenie), jak również niepożądaną moc bierną, zużywaną przez urządzenie „na własne potrzeby”. Powoduje to pobieranie dodatkowej energii z sieci,  co znacznie podnosi koszty oświetlenia. Moc bierna wywołuje również zakłócenia w sieci (tzw. wyższe harmoniczne), które są powodem nieprawidłowej pracy urządzeń do niej podłączonych. Dowiedz się więcej >>

Współczynnik mocy

O jakości urządzenia elektrycznego świadczy m.in. współczynnik mocy cosϕ (ang. power factor, PF). Mówi on nam o poziomie mocy biernej pobieranej przez urządzenie. Im wyższy jest cosϕ urządzenia, tym wyższa jest jego klasa. Ideałem jest cos ϕ=1, ale to tylko teoria. W praktyce najlepsze urządzenia osiągają poziom około 0,99.

Rozporządzenie UE określa minimalne wartości współczynnika cos ϕ dla różnych mocy [P] opraw LED:

P ≤ 2 W           brak wymagań

2W<P≤5W      cosϕ(PF) >0,4

5W<P≤25W    cosϕ(PF)>0,5

P>25W             cosϕ(PF)>0,9

Jak wykazano wyżej, w oprawach LED za moc bierną odpowiada zasilacz. Im jest niższej klasy, tym więcej jej wytwarza. Zamontowane w dobrym zasilaczu elementy, służące do kompensowania niepożądanej mocy biernej, zwiększają jego gabaryty i podnoszą koszt. DOBRY ZASILACZ NIE MOŻE BYĆ MAŁY! Przykładowa wielkość dobrego zasilacza dla oprawy o mocy około 12W jest porównywalna do 2 paczek zapałek.

Rosnąca popularność opraw LED może w znaczący sposób wpłynąć na jakość energii elektrycznej w sieci. Z tego względu coraz częściej w dokumentach rozliczeniowych od dostawców energii pojawiają się pozycje dodatkowych opłat za energię bierną. W tworzonym projekcie prawa energetycznego zakłada się, że w Polsce do 2020 roku wszyscy odbiorcy energii elektrycznej będą wyposażeni w inteligentne liczniki pozwalające na pomiar m.in. energii biernej. Przy zmianie dostawcy energii elektrycznej już teraz obowiązuje montaż układów pomiarowo-rozliczeniowych energii biernej. Sprawdź nasze rozwiązania >>

Bardzo ważne jest więc to, żeby zarządzający budynkami, podejmując decyzję o wymianie oświetlenia na „ledowe”, brali pod uwagę jakość energetyczną kupowanych opraw. Zdarzają się sytuacje, że po wymianie dotychczasowego systemu oświetlenia żarowego (żarówki nie pobierają mocy biernej) opłaty za energię nie zmalały, a  wręcz wzrosły. Powodem tego jest zamontowanie bardzo niskiej klasy opraw LED, a właściwie zastosowanych w nich zasilaczy o niskim współczynniku mocy cosϕ, znacznie poniżej 0,5.

Dostawca opraw oświetleniowych LED powinien podawać, jaki współczynnik mocy cosϕ cechuje jego produkt, ponieważ ma to duży wpływ na płacone w przyszłości rachunki za energię elektryczną. W interesie zamawiającego oprawy jest zatem określenie w Specyfikacjach Istotnych Warunków Zamówienia minimalnej wartości współczynnika mocy cosϕ, jakim powinny się cechować zamawiane produkty.

Opracowano na podstawie:

[1] Kurkowski M., Popławski T., Mirowski J., Energia bierna a przepisy Unii Europejskiej, „Rynek Energii”, nr 2(111)/2014.

[2] Horyński M. „Energooszczędne zautomatyzowane systemy zarządzania energią w budynkach mieszkalnych” Politechnika Lubelska, 2015.

[3] http://elektronikab2b.pl/technika/18140-zasilacze-malej-mocy-nadchodzi-czas-korygowania-wspolczynnika-mocy.

[4] https://www.elmark.com.pl/uploaded/pdf/2015/Automatyka.

 

Opracowanie: mgr inż. Jacek Szymoniuk 

Jatech Sp. z o.o. jest producentem opraw LED wyposażanych w profesjonalne zasilacze o współczynniku mocy cosϕ od 0,79 do 0,99.

Komentarze

(1)
Skand | 18.11.2017, 17:22
Ten artykuł to chaos i mieszanie pojęć (harmoniczne, moc bierna), wprowadzanie w błąd (zużywanie mocy biernej "na potrzeby własne") Serio ten tekst był pisany przez inżyniera?

W skrócie:
Moc bierna to moc, którą urządzenie najpierw pobiera, magazynuje, a potem oddaje z powrotem do sieci, nie zużywa jej, ale obciąża przewody, którymi prąd płynie bezużytecznie w te i z powrotem.

Groźną cechą zasilaczy bez korekcji mocy biernej jest to, że pobierają prąd w krótkich impulsach, które pięknie sumują się z wszystkich trzech faz w przewodzie neutralnym (harmoniczne o wielokrotności "3"). Można upalić przewody neutralne bez przekraczania obciążenia na poszczególnych fazach, w szczególności groźne w starych instalacjach, gdzie zdarzało sie, że przewód neutralny był cieńszy od pozostałych!
   1 / 1   
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Administrator24.info... dowiedz się więcej »
Co jest ważne w pracy zarządcy?
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Produkty i technologie

11/2017

Aktualny numer:

Administrator 11/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - O zmianie ustawy o własności lokali oraz Prawa budowlanego
  • - Podatek od miejsca postojowego w garażu
Zobacz szczegóły

Porady eksperta (video)

Wyświetleń: 14288|Ocena: 3.0
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl