Fator de potência x eficiência: fatores próximos de 1 e eficiência longe de 100%

Lebowski The Dude · 4 de novembro de 2016

Senhores, uma dúvida aqui:

Se boas fontes apresentam fator de potência próximos a 1, por que cargas d´água ainda tem eficiência de 85% ou menos, e não próximas a 100%? Um FP de quase 100% já não seria um atestado de grande eficiência? Eu vejo fontes com FP de 0,99 mas eficiência de 85%

Pedro Math.pi · 4 de novembro de 2016

@Lebowski The Dude

Veja se ajuda:

4 de novembro de 2016

@Lebowski The Dude

58 minutos atrás, Lebowski The Dude disse:

Se boas fontes apresentam fator de potência próximos a 1, por que cargas d´água ainda tem eficiência de 85% ou menos, e não próximas a 100%?

Porque fator de potência é uma coisa e eficiência energética é outra, é impossível obter 100% de eficiência com essa tecnologia que usamos atualmente, mas é possível com uma tecnologia que não "desperdiçasse" energia, principalmente na forma de calor.

Leia esses 2 artigos para você entender o básico:

https://pt.wikipedia.org/wiki/Fator_de_potência

https://pt.wikipedia.org/wiki/Eficiência_energética

Lebowski The Dude · 4 de novembro de 2016

A utilização de banco de capacitores para aumentar o fator de potência em motores é utilizado para melhorar o consumo da rede, correto? Isso não é eficiência? Eu não consigo dissociar fator de potência de eficiência. Pra mim são a mesma coisa.

Ps.: li as referências que enviaram mas não entendi como são coisas distintas se ambos geram o mesmo resultado: economia no consumo de energia.

RS Faria · 4 de novembro de 2016

48 minutos atrás, Lebowski The Dude disse:

A utilização de banco de capacitores para aumentar o fator de potência em motores é utilizado para melhorar o consumo da rede, correto? Isso não é eficiência? Eu não consigo dissociar fator de potência de eficiência. Pra mim são a mesma coisa.

Correção de Fator de Potência visa tornar a utilização do sistema elétrico mais racional.. A coisa dos bancos de capacitores, visa balancear o efeito que uma carga indutiva, tem na rede.. Dê uma lida abaixo, sobre como como cargas indutivas e capacitivas, interferem na corrente elétrica..

http://www.portaleletricista.com.br/correção-do-fator-de-potencia/

Lebowski The Dude · 4 de novembro de 2016

11 minutos atrás, RS Faria disse:

Dê uma lida abaixo, sobre como como cargas indutivas e capacitivas, interferem na corrente elétrica..

Lerei! Mas, antes, uma dúvida que persegue: eu poderia utilizar corretor do fator de potência em cargas indutivas como ar condicionados e ventiladores, utilizando capacitores? Algo como aproveitar uma régua de extensão e soldar capacitores no F-N para melhorar o consumo?

4 de novembro de 2016

Como já foi dito anteriormente, fator de potência não melhora o consumo energético (eficiência).

Quem paga sobre o uso de potência reativa, usa capacitores para diminuir a conta de energia.

Você apenas paga sobre o uso de potência ativa, então não mudará nada no preço total.

Fator de potência é uma coisa, eficiência energética é outra.

Abra uma empresa grande, com motores de alto consumo de energia elétrica, desligue o banco de capacitores e você verá a diferença enorme de preço sendo cobrada na conta de energia elétrica devido ao uso de potência reativa.

faller · 4 de novembro de 2016

E quando se fala em fontes de PC e se tenta entender a correção do fator de potência com o uso de capacitores se está 100% enganado. A razão do baixo fator de potência de fontes antigas de PC era o fator de forma, o descasamento entre corrente e tensão face a retificação tradicional com diodos. Ao se aplicar o PFC ativo em uma fonte de alimentação se busca casar o formato da forma de onda da corrente com a da tensão nessa fonte e não a fase das mesmas, como a correção por capacitores o fazem quando o comportamento da carga for indutivo..

Pode colocar dez kilogramas de capacitores e não mudarás em um grau sequer no fator de potência de uma fonte.....

Quanto a eficiência de qualquer máquina se define como a razão da potência de saída pela potência de entrada, ou o trabalho gasto para realizar o trabalho que essa máquina faz. Nada tem a ver com fator de potência..

Lebowski The Dude · 4 de novembro de 2016

Li e reli as informações que me passaram! Vamos ver se entendi...

Então a indústria recebe da concessionária energia ativa e reativa, e eu só recebo a ativa, correto?

Eu estou supondo que esse pagamento da energia reativa seria uma punição às industrias por "poluírem" o sistema ao devolver à rede os famosos RMI/EMI. É isso?

Por eu não ter capacidade de emitir tanta poluição, não sou penalizado. A concessionária envia energia ativa pra mim, daí que tentar corrigir o FP não adianta, porque eu até conseguiria melhora-lo, porém, estou corrigindo um problema pelo qual não sou penalizado (não poluo a rede), por isso não economizaria em nada tentar melhorar o FP.

A ideia de melhorar o atraso da corrente em relação à tensão (cargas indutivas) com a utilização da compensação via capacitores (cargas capacitivas) só faz sentido no caso de a fonte (concessionária) enviar energia reativa, certo? Isso é uma forma de a industria evitar poluir a rede, diminuindo a punição da concessionária??

Raphael Ventorim · 5 de novembro de 2016

18 horas atrás, Lebowski The Dude disse:

Li e reli as informações que me passaram! Vamos ver se entendi...

Então a indústria recebe da concessionária energia ativa e reativa, e eu só recebo a ativa, correto?

Eu estou supondo que esse pagamento da energia reativa seria uma punição às industrias por "poluírem" o sistema ao devolver à rede os famosos RMI/EMI. É isso?

Por eu não ter capacidade de emitir tanta poluição, não sou penalizado. A concessionária envia energia ativa pra mim, daí que tentar corrigir o FP não adianta, porque eu até conseguiria melhora-lo, porém, estou corrigindo um problema pelo qual não sou penalizado (não poluo a rede), por isso não economizaria em nada tentar melhorar o FP.

A ideia de melhorar o atraso da corrente em relação à tensão (cargas indutivas) com a utilização da compensação via capacitores (cargas capacitivas) só faz sentido no caso de a fonte (concessionária) enviar energia reativa, certo? Isso é uma forma de a industria evitar poluir a rede, diminuindo a punição da concessionária??

A energia que você recebe depende do tipo de impedância da carga que você instala.

A carga de um chuveiro elétrico comum possui uma impedância resistiva e demandaria portanto, energia ativa apenas (tensão e corrente em fase)

Já uma máquina de lavar por exemplo possui componentes indutivas em sua impedância, o que a faz demandar, além da energia ativa, uma energia reativa também, esta para alimentar os campos magnéticos dos elementos reativos das cargas (indutores no caso) em questão. Neste caso, a corrente e a tensão estão defasados fazendo com que a energia reativa circule pela rede sendo consumida e devolvida a rede concessionária a todo tempo (por isso que ela não gera trabalho).

É sempre bom diminuir o fator de potência, essas novas duchas eletrônicas por exemplo geram tanto EMI/RFI que chegam a fazer vibrar literalmente os filtros das fontes de outros eletrônicos. Existem relatos aí no fórum de fontes fazendo zumbido por causa disso. Tudo depende da carga instalada, e tudo isso também prejudica sim a rede elétrica em geral, independente de ser indústria ou residência

KairanD · 5 de novembro de 2016

@Lebowski The Dude @Math.Pi @agnaldoreis @RS Faria @faller @Raphael Ventorim

Tópico separado do de fonte x configuração para evitar o desvio do assunto. Continuem a discussão por aqui. Obrigado pela compreensão.

faller · 5 de novembro de 2016

21 horas atrás, Lebowski The Dude disse:

Li e reli as informações que me passaram! Vamos ver se entendi...

1) Então a indústria recebe da concessionária energia ativa e reativa, e eu só recebo a ativa, correto?

Eu estou supondo que esse pagamento da energia reativa seria uma punição às industrias por "poluírem" o sistema ao devolver à rede os famosos RMI/EMI. É isso?

2) Por eu não ter capacidade de emitir tanta poluição, não sou penalizado. A concessionária envia energia ativa pra mim, daí que tentar corrigir o FP não adianta, porque eu até conseguiria melhora-lo, porém, estou corrigindo um problema pelo qual não sou penalizado (não poluo a rede), por isso não economizaria em nada tentar melhorar o FP.

A ideia de melhorar o atraso da corrente em relação à tensão (cargas indutivas) com a utilização da compensação via capacitores (cargas capacitivas) só faz sentido no caso de a fonte (concessionária) enviar energia reativa, certo? Isso é uma forma de a industria evitar poluir a rede, diminuindo a punição da concessionária??

1) Definitivamente não. A concessionária te entrega energia.... A carga, ai no seu site, vai determinar se haverá o estabelecimento de energia reativa ou não. Basta que tenhas uma laminadora com motor trifásico de 4 KVA e lé estará sendo estabelecida a energia reativa.

Essa energia reativa mais antigamente, jamais era cobrada, embora circulasse na rede. Consumidores residenciais bem como industriais a princípio eram cobrados como se não criassem condições para se estabelecer energia reativa. Entretanto, nos consumidores industriais eram feitas medidas aleatórias visando aferir seu fator de potência. Caso criassem condições para se estabelecer energia reativa esse consumidor era convidado a colocar bancos de correção de fp e imediatamente ele mudava de faixa, passava a pagar mais pelo consumo, até corrigir seu fp, quando voltava a tabela de cobrança original, mais barata.

2) A concessionária lhe envia energia. O que você faz ai na sua casa, em quais cargas você a usa é que vai definir se vai se estabelecer energia reativa ou não. Motores como carga estabelecem um comportamento para o aparecimento da energia reativa.

Os malefícios da energia reativa não são somente sentidos na conta se você for pego e trocado de tabela, pagando mais pelo KVA. Sua rede fica sobrecarregada, cheio de harmônicos, atrapalha equipamentos de áudio, aquece a fiação etc e tal, de tal modo que sempre que puderes evitar o estabelecimento dessa energia reativa você sai ganhando..

adicionado 15 minutos depois

2 horas atrás, Raphael Ventorim disse:

A energia que você recebe depende do tipo de impedância da carga que você instala.

A carga de um chuveiro elétrico comum possui uma impedância resistiva e demandaria portanto, energia ativa apenas (tensão e corrente em fase)

Já uma máquina de lavar por exemplo possui componentes indutivas em sua impedância, o que a faz demandar, além da energia ativa, uma energia reativa também, esta para alimentar os campos magnéticos dos elementos reativos das cargas (indutores no caso) em questão. Neste caso, a corrente e a tensão estão defasados fazendo com que a energia reativa circule pela rede sendo consumida e devolvida a rede concessionária a todo tempo (por isso que ela não gera trabalho).

É sempre bom diminuir o fator de potência, essas novas duchas eletrônicas por exemplo geram tanto EMI/RFI que chegam a fazer vibrar literalmente os filtros das fontes de outros eletrônicos. Existem relatos aí no fórum de fontes fazendo zumbido por causa disso. Tudo depende da carga instalada, e tudo isso também prejudica sim a rede elétrica em geral, independente de ser indústria ou residência

Permita-me lhe corrigir, em parte, pois algo está errado ai na sua resposta:

Baixo fator de potência tem pelo menos duas origens distintas, ambas deslocando a corrente da tensão no ponto de consumo:

1) A mais conhecida é quando, por um comportamento indutivo ou capacitivo da carga, a corrente se defasa da tensão aplicada e a solução típica é a busca da colocação em fase de volta pelo uso de capacitores ou indutores.

2) A segunda, que é justo o caso do chuveiro elétrico com ajuste da temperatura da água por elementos eletrônicos, no caso um dimmer, que atrasa o disparo de elemento ativo que libera a passagem de energia somente após o início do semiciclo da rede elétrica.

Imagine você que seu chuveiro recebe a tensão da rede elétrica e como seu elemento de carga é resistivo a corrente forçosamente estará em fase com essa tensão aplicada. O problema ai é o fator de forma. A forma da corrente não vai condizer, não vai ser a mesma da tensão aplicada, ao longo do tempo.

Veja ai como ficaria a forma de onda da corrente no chuveiro, ajustada por um dimmer:

Note que jamais uma corrente com esse comportamento vai ser igual a tensão aplicada e por isso gerando uma alta distorção no fator de forma.

Na primeira figura, a esquerda, quando o triac, elemento ativo desse tipo de chuveiro, libera quase todo o tempo a passagem da corrente pela resistência do chuveiro, na figura do centro em um ajuste mediano e na figura bem da direita seria um ajuste para amornar somente a água.

Ai a geração do ruído se dá pela alta variação da corrente no tempo, uma vez que a face de subida da corrente é extremamente abrupta, repetindo o flanco de uma onda retangular que é riquíssima em harmônicos que agem como um transmissor de RF.

Lebowski The Dude · 6 de novembro de 2016

Segue um resumo do que entendi:

1) Nas indústrias, cargas indutivas geram RMI e EMI na rede porque parte da energia consumida da concessionária é utilizada na geração inevitável de campos elétricos e magnéticos, oriundas dos motores.

2) Há duas consequências das cargas reativas geradas por motores: sobrecarga do sistema (uma característica das cargas indutivas, que faz com que corrente e tensão não trabalhem alinhados) e poluição elétrica, desestabilizando o sistema geral de energia que também será consumido por demais clientes.

3) O FP mostra a relação entre energia útil (de fato utilizada para gerar movimento dos motores) e a total fornecida, sendo o ideal para industrias, algo superior a 0,92, isto é, pelo menos 92% da energia consumida para movimentar motores, por exemplo, deve ser realmente utilizada para essa função. Os 8% são a tolerância de desperdício que a concessionária admite para clientes industriais, visto que cargas indutivas demandam maior corrente da rede para uma mesma tensão. Essa sobrecarga é cobrada através de tarifas extras.

4) Clientes residencias não possuem cargas indutivas tão potentes, daí não serem sobretaxados, de modo que melhorar o FP, apesar de ser interessante do ponto de vista da filtragem, não melhora sua relação financeira com a concessionária.

5) O uso de capacitores para diminuir o ângulo de defasagem entre tensão e corrente visa deixar corrente e tensão próximos de um alinhamento ("em fase", não defasados), atenuando sobrecargas (sem elimina-las) e filtrando a energia reativa devolvida à rede pública.

Raphael Ventorim · 10 de novembro de 2016

Em 05/11/2016 às 18:40, faller disse:

Permita-me lhe corrigir, em parte, pois algo está errado ai na sua resposta

...........

Não quis dizer que o baixo fator de potência tem a mesma origem no caso dos eletrônicos.

Mas suponho que nas cargas indutivas/capacitivas não há geração de EMI/RFI, pois não há flancos de subida de corrente (e ricos em harmônicos) como no caso das duchas eletrônicas, estou certo?

Em 05/11/2016 às 22:40, Lebowski The Dude disse:

1) Nas indústrias, cargas indutivas geram RMI e EMI na rede porque parte da energia consumida da concessionária é utilizada na geração inevitável de campos elétricos e magnéticos, oriundas dos motores.

Cargas indutivas/capacitivas não geram EMI/RFI (ruídos e interferências eletromagnéticas), apenas atrasam ou adiantam a condução da corrente. Essas cargas simplesmente demandam energia reativa

Em 05/11/2016 às 22:40, Lebowski The Dude disse:

3) O FP mostra a relação entre energia útil (de fato utilizada para gerar movimento dos motores) e a total fornecida, sendo o ideal para industrias, algo superior a 0,92, isto é, pelo menos 92% da energia consumida para movimentar motores, por exemplo, deve ser realmente utilizada para essa função. Os 8% são a tolerância de desperdício que a concessionária admite para clientes industriais, visto que cargas indutivas demandam maior corrente da rede para uma mesma tensão. Essa sobrecarga é cobrada através de tarifas extras.

FP = Energia Ativa / Energia Aparente

Não concordo muito com esses termos energia útil e energia desperdiçada. Cada tipo de energia tem sua função e não fosse a energia reativa os motores não funcionariam. Idem para cargas capacitivas

Esses termos seriam mais apropriados para se definir o cálculo da eficiência

Em 05/11/2016 às 22:40, Lebowski The Dude disse:

4) Clientes residencias não possuem cargas indutivas tão potentes, daí não serem sobretaxados, de modo que melhorar o FP, apesar de ser interessante do ponto de vista da filtragem, não melhora sua relação financeira com a concessionária.

Não se trata de filtragem pois não há geração de harmônicas envolvidas no funcionamento dos motores. Trataria-se simplesmente de colocar corrente e tensão em fase.

Em 05/11/2016 às 22:40, Lebowski The Dude disse:

5) O uso de capacitores para diminuir o ângulo de defasagem entre tensão e corrente visa deixar corrente e tensão próximos de um alinhamento ("em fase", não defasados), atenuando sobrecargas (sem elimina-las) e filtrando a energia reativa devolvida à rede pública.

Correto! As vezes pode até eliminar completamente a sobrecarga

faller · 10 de novembro de 2016

Em 05/11/2016 às 16:13, Raphael Ventorim disse:

É sempre bom diminuir o fator de potência, essas novas duchas eletrônicas por exemplo geram tanto EMI/RFI que chegam a fazer vibrar literalmente os filtros das fontes de outros eletrônicos. Existem relatos aí no fórum de fontes fazendo zumbido por causa disso. Tudo depende da carga instalada, e tudo isso também prejudica sim a rede elétrica em geral, independente de ser indústria ou residência

Sinto muito, mas tenho imensa dificuldade em concordar com você nessas afirmativas suas ai acima..

Você defende ser bom diminuir o fator de potência???? Da onde???? Melhor mesmo é aumentar, aproximá-lo da unidade.

As duchas geram EMI/RFI pela descontinuidade da subida abrupta da corrente provocadas pelo ligamento do triac. O ruído provocados nos filtros indiretamente pelo chuveiro com ajuste eletrônico pouco tem a ver com o Fator de potência.

Essa descontinuidade é rica na geração de harmônicos. Esses harmônicos é que fazem vibrar os componentes indutivos e capacitivos dos filtros.

Só consigo concordar com sua última frase:

"Tudo depende da carga instalada, e tudo isso também prejudica sim a rede elétrica em geral, independente de ser indústria ou residência"

Raphael Ventorim · 11 de novembro de 2016

40 minutos atrás, faller disse:

Sinto muito, mas tenho imensa dificuldade em concordar com você nessas afirmativas suas ai acima..

Você defende ser bom diminuir o fator de potência???? Da onde???? Melhor mesmo é aumentar, aproximá-lo da unidade.

Perdão porque eu escrevi errado aí. Acho que me confundi na hora de escrever, mas quanto maior o fator de potencia melhor mesmo, assim como você falou

Lebowski The Dude · 11 de novembro de 2016

17 horas atrás, Raphael Ventorim disse:

Cargas indutivas/capacitivas não geram EMI/RFI (ruídos e interferências eletromagnéticas), apenas atrasam ou adiantam a condução da corrente. Essas cargas simplesmente demandam energia reativa

17 horas atrás, Raphael Ventorim disse:

Não se trata de filtragem pois não há geração de harmônicas envolvidas no funcionamento dos motores.

Olá, @Raphael Ventorim! Obrigado

Rapaz, eu sempre achei que motores causassem poluição elétrica na rede. Agora fiquei na dúvida...

Raphael Ventorim · 11 de novembro de 2016

1 minuto atrás, Lebowski The Dude disse:

Rapaz, eu sempre achei que motores causassem poluição elétrica na rede. Agora fiquei na dúvida...

Bem, essa é a minha linha de raciocínio. Apesar da corrente de partida dos motores ser elevada acredito que não há geração de harmônicos durante o funcionamento normal deles.

Claro que não deixa de ser poluição, mas não é nada que um banco de capacitores não possa compensar e desta forma confinar esta "poluição" para dentro da fábrica apenas

Fato é que a energia reativa tem sua utilidade sim, para qualquer carga com impedância capacitiva ou indutiva