Perché le compagnie elettriche non infastidiscono mai i clienti residenziali in merito ai fattori di potenza?


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Di recente ho acquistato un misuratore Kill-a-Watt per misurare il consumo energetico dei miei dispositivi. Questo è stato solo un progetto divertente per me. L'ho messo sul mio Mac-Mini per vedere il consumo di energia durante vari stati di utilizzo - inattivo, punto di riferimento MATLAB, avvio di un'applicazione, salvaschermo ecc. E ho scoperto che il fattore di potenza del mio Mac-Mini era 0,2 quando era in standby e. 80+ quando è attivo e funzionante. Tuttavia, durante lo spegnimento e prima dell'accesso il fattore di potenza era .45

Ho anche misurato questo per il mio:

Raspberry pi with a 5v 3A power supply (PF=0.68)
Dell Laptop 90W charger (PF=.98)
2006 Compaq Charger (PF=.55)
CFL Table Lamps (PF=.52)
Tube CFL Lamps (PF=.55)
Power PC Late 2005 (PF=)
A 40W Audio Amplifier (PF=.66)
Vacuum cleaner (PF=.97)
Samsung phone charger (PF=.58).

Da quanto ho appreso nelle mie lezioni, 0.9+ è un buon fattore di potenza e le aziende di servizi vanno bene nelle industrie se hanno fattori di potenza inferiori a questo. Ma la maggior parte degli elettrodomestici sembra avere terribili fattori di potenza. Eppure non ho mai sentito parlare di società di servizi pubblici multare gli utenti residenziali? Perché? Correggono i fattori di potenza dei trasformatori nella nostra residenza? O l'uso residenziale è troppo scarso per preoccuparsi?


la suddetta misurazione del fattore di potenza di vari alimentatori a commutazione rivela che non sono dotati di circuito PFC
yogece

Probabilmente hai dimenticato di includere il PF per Power PC alla fine del 2005 .
sharptooth,

Sì, l'ho fatto :-) Devo ancora misurarlo. Ho il sospetto che sarà povero.
Lord Loh.

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I fattori di potenza che stai misurando sono dovuti a carico induttivo o capacitivo? In genere le aziende industriali hanno un carico fortemente induttivo (ad es. Motori) mentre sospetto che i dispositivi elencati potrebbero tendere maggiormente verso il lato capacitivo.
Michael,

Penserei che il primo stadio di un SMPS o di un alimentatore sarebbe un trasformatore - induttivo. Potrei sbagliarmi.
Lord Loh.

Risposte:


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Il fattore di potenza dei locali residenziali è già abbastanza buono.

Da un rapporto del 2002 sulla correzione del fattore di potenza, otteniamo il seguente frammento sulla correzione del fattore di potenza negli spazi degli inquilini (uffici, appartamenti) di un edificio commerciale, rispetto alle parti di utilità (ascensori, HVAC):

Se dovessimo prendere un esempio di un tipico edificio commerciale, il centralino principale sarebbe diviso in due sezioni separate; una sezione servizi casa e una sezione inquilino ... [snip]

La sezione della casa normalmente ospita gli interruttori automatici per l'impianto di condizionamento centrale, ascensori, illuminazione della casa e energia. Come sarà evidenziato nella Sezione 7, i motori rappresentano una diminuzione della qualità della potenza e quindi una riduzione del fattore di potenza. In questo caso particolare sarebbe un esercizio valido considerare i vantaggi del fattore di potenza in questa sezione dell'installazione. Nella maggior parte dei casi viene installata la correzione del fattore di potenza che consente di risparmiare immediatamente sui costi per il proprietario dell'edificio di base.

Poiché l'alimentazione dell'inquilino si trova su un bus separato, hanno anche l'opportunità di considerare la correzione del fattore di potenza. Nella maggior parte dei casi la fornitura degli inquilini di solito consiste in illuminazione generale e corrente con un condizionatore d'aria supplementare. Il fattore di potenza per queste installazioni è generalmente maggiore di 0,90 e come tale non vi è alcun vantaggio significativo nelle unità di installazione PFC. Inoltre, questi inquilini vengono generalmente misurati a una tariffa kWh che non considera il fattore di potenza dell'installazione ai fini della fatturazione.

La maggior parte dell'elettricità nelle case viene utilizzata per riscaldare le cose (riscaldatori di spazio, forni, piani cottura, scaldabagni) o raffreddare le cose (condizionatori d'aria, frigoriferi.) Questi hanno entrambi un fattore di potenza intrinsecamente buono (gli elementi riscaldanti sono resistivi, cioè pf 1.00 ) oppure sono dotati di correzione del fattore di potenza integrata ( condizionatori d'aria ) .

Le cose che hai misurato sono principalmente dispositivi elettronici, quindi hanno uno scarso fattore di potenza, ma non assorbono molta energia rispetto ai dispositivi di riscaldamento / raffreddamento sopra elencati.

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In contrasto con i siti industriali, in cui gran parte del carico è costituito da motori a induzione CA con fattori di potenza nominali compresi tra 0,80 e 0,90 (e inferiore a quello se sono meno caricati completamente). Possono esserci motori a induzione da 10 MW in un impianto di dimensioni discrete - conosco i mulini per la frantumazione e la macinazione del minerale che sono azionati da un motore a induzione da 10 MW ciascuno .

È molto più conveniente rivolgersi a tali installazioni di motori a induzione prima di rivolgersi ai consumatori.


In risposta ai commenti di Lord Loh:

I consumatori (e le piccole imprese) generalmente non sono incentivati ​​a migliorare il fattore di potenza. In Australia, almeno, la fatturazione avviene in chilowattora (potenza reale) e il fattore di potenza non è considerato in fattura.

Tuttavia, Ergon Energy (l'autorità di distribuzione nel Queensland, in Australia) sta cercando di guidare la correzione del fattore di potenza nelle piccole imprese. Lo stanno facendo offrendo incentivi per le imprese che vogliono partecipare.

La ragione per spingere PFC alle piccole imprese non è quella di aumentare l'efficienza, nel senso di risparmiare qualche dollaro sulla bolletta energetica, ma piuttosto di mitigare il prezzo esorbitante del potere alla massima domanda. Per dire :

L'obiettivo del progetto finanziato dal governo del Queensland è quello di utilizzare i pagamenti di incentivazione per ridurre la domanda di picco di un totale di 4,7 MVA, con conseguenti risparmi da parte dei clienti e riduzione delle emissioni di carbonio.

A causa del modo in cui funziona il mercato dell'elettricità, nel periodo di punta il prezzo marginale dell'elettricità (il prezzo per Ergon di acquistare " un chilowatt aggiuntivo ") può essere compreso tra $ 1.000 / kWh. Quindi, eliminando 4,7 MVA dalla domanda di picco, stanno effettivamente risparmiando migliaia di dollari ($ 10.000? $ 100.000? $ 1.000.000?) Al giorno .

Con risparmi del genere, offrire alle aziende uno stimolo all'installazione volontaria di PFC è un gioco da ragazzi.

C'è anche il piacevole effetto di ridurre il carico MVA su infrastrutture come linee di trasmissione e trasformatori, in modo che Ergon possa ottenere la massima capacità da tali risorse prima che debbano essere aggiornate. Semplificando, rinviare un progetto da $ 1 milione di un anno ti consente di guadagnare il 5% di interesse su quel $ 1 milione, quindi questo è un altro risparmio significativo.


Inoltre, è implicito in questa risposta: le famiglie non rappresentano alcun tipo di parte significativa del consumo di energia elettrica su larga scala. L'illuminazione domestica ha una percentuale di una cifra inferiore a una sola cifra e anche in estate, quando tutti sono a casa con la corrente alternata accesa, il consumo di energia domestica è ancora generalmente inferiore al 10%. Ed è distribuito tra ordini di grandezza più utenti. Amministrare il fatto che molti utenti per così poco potenziale guadagno non è considerato degno.
user36129

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È davvero vero, @ user36129? Wikipedia afferma che nel 2008 il 36,2% del consumo di energia elettrica negli Stati Uniti era residenziale. en.wikipedia.org/wiki/… (Concordo con il tuo punto più ampio sul fatto che probabilmente non vale i costi amministrativi.)
Doug McClean,

3
Mi aspetto anche che i fattori di potere residenziale siano parzialmente in testa, in parte in bilico e sicuramente non correlati.
Salterio,

@DougMcClean ah, grazie per il wiki, mi sbagliavo allora. Immagino di avere una statistica sbagliata nella mia testa. Inoltre, MSalter, non vi è alcun reale spostamento di fase iniziale o finale come causa del fattore di potenza residenziale poiché la maggior parte della distorsione (che sarebbe un termine migliore) proviene dagli alimentatori a commutazione, non dai carichi sfasati.
user36129

Ho i miei dubbi su PFC e sui risparmi per il cliente. Mi sembra che PFC migliore risparmi un sacco di soldi al Power Cos. Il Power Cos può fatturare ai clienti i Watt e non il VA (potenza reattiva restituita). A meno che il Co non stia multando per uno scarso fattore di potenza, il cliente sembra non avere alcun incentivo per correggerlo. Ho sbagliato i miei fatti? PFC beneficia il cliente finanziariamente o in altro modo?
Lord Loh.

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Le utility si preoccupano del fattore di potenza per gli edifici residenziali, ma infastidirli è più problematico di quanto valga a causa del carico relativamente leggero rispetto ai clienti industriali seri.

Invece, le utility disturbano i tuoi legislatori. È logisticamente più facile e molto più conveniente per loro far approvare le leggi che richiedono determinati fattori di potenza dai dispositivi comunemente usati dai clienti residenziali piuttosto che cercare di imporre o addebitare direttamente i fattori di bassa potenza da quei clienti. Nell'UE, ad esempio, qualsiasi dispositivo elettronico che consuma più di una determinata quantità di energia (era circa 70 W se ricordo bene, ma penso che la soglia sia stata abbassata di recente) deve avere un fattore di potenza superiore a un limite per ottenere Certificazione CE. Sempre più dispositivi elettronici iniziano con alimentatori a commutazione che controllano il fattore di potenza attiva, in parte a causa di tali leggi che stanno emergendo in tutto il mondo.


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La richiesta di PFC via legge è la vera risposta a ciò che sta accadendo qui, specialmente nell'UE, dove il riscaldamento con l'elettricità è meno comune e la lampadina a incandescenza è accigliata (via legge).
PlasmaHH,

@PlasmaHH: ... visto di buon occhio su .
Incnis Mrsi,
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