A energia elétrica é um recurso fundamental para o funcionamento eficiente de qualquer negócio. Dentro deste contexto, a energia reativa surge como um componente técnico, porém vital, que merece atenção especial. Este artigo se propõe a esclarecer o conceito de energia reativa, como ela afeta sua empresa e, principalmente, como você pode economizar ao otimizá-la.

O que é energia reativa?

Energia reativa é um termo técnico usado para descrever a energia que é consumida por equipamentos indutivos, como motores, transformadores, reatores, etc. Ela é necessária para o funcionamento desses equipamentos, mas não realiza trabalho efetivo, o que a diferencia da energia ativa, que é efetivamente utilizada.

A energia reativa é uma forma de energia associada aos campos elétricos e magnéticos que são produzidos quando a corrente elétrica flui em um circuito elétrico. Embora ela não seja diretamente utilizada para realizar trabalho, é necessária para o funcionamento de diversos dispositivos usados nas redes elétricas.

No entanto, o consumo excessivo de energia reativa, além de causar problemas de ordem técnica para as instalações internas da empresa, resulta em pagamento adicional, quando o consumo excede o limite estabelecido pela regulamentação.

Veja também: Monitoramento prudencial: o que é e o impacto no setor elétrico

Como a energia reativa afeta sua empresa

A energia reativa circula nos circuitos elétricos de distribuição de energia em conjunto com a energia ativa, ocupando parte da capacidade disponível nas redes. O excesso de energia reativa pode causar vários impactos negativos:

• Perdas de transmissão e distribuição: O transporte de energia reativa utiliza parte da capacidade das linhas de transmissão e distribuição. Isso aumenta as perdas por efeito Joule (perdas resistivas) nos condutores, já que uma parte da capacidade das linhas está sendo usada para transportar energia reativa em vez de energia ativa;

• Sobrecarga de equipamentos: O excesso de energia reativa utiliza parte da capacidade dos transformadores, linhas de transmissão e outros equipamentos elétricos. Isso reduz a capacidade desses equipamentos para fornecer a energia ativa. Pode também exigir a ampliação da capacidade dos equipamentos para atender as necessidades da empresa. O aquecimento pelas perdas elétricas pode reduzir a vida útil de diversos equipamentos;

• Penalidades financeiras: As concessionárias de energia cobram adicionais nas faturas mensais quando há excesso de energia reativa circulando nas redes elétricas. Isso resulta em custos adicionais para consumidores comerciais e industriais.

Para mitigar essas perdas, é importante controlar a energia reativa por meio de práticas como a utilização de capacitores ou outras tecnologias para equilibrar a relação entre energia ativa e energia reativa.

O que é fator de potência?

O fator de potência corresponde à  relação entre a potência ativa e a potência aparente em um sistema elétrico.

A Potência Ativa (P) é a quantidade de potência que está sendo usada para realizar o trabalho útil, como alimentar dispositivos, gerar calor, movimento, etc. É medida em watts (W). A Potência Ativa é determinada pela quantidade de energia ativa que circula nas redes elétricas.

A Potência Aparente (S) corresponde à soma vetorial da potência ativa e da potência reativa em um sistema elétrico. Corresponde ao total de potência que está sendo utilizada no circuito elétrico e é medida em volt-ampère (VA).

O fator de potência é calculado pela divisão da potência ativa pela potência aparente:

Fator de Potência (FP)= Potência Ativa (P) / Potência Aparente (S)

O fator de potência ideal é 1 (ou 100%), o que significa que toda a energia circulando nas redes elétricas está sendo utilizada para realizar trabalho. Quando o fator de potência é menor que 1, indica que parte da rede elétrica está sendo usada para a circulação da energia reativa.

Melhorar o fator de potência (aumentar o valor em direção a 1) é essencial para reduzir perdas e melhorar a eficiência em sistemas elétricos, especialmente em ambientes industriais e comerciais, onde a eficiência energética pode impactar significativamente os custos operacionais.

Custos adicionais e penalidades

Empresas que possuem um alto consumo podem enfrentar tarifas extras em suas contas de energia. Essas cobranças ocorrem quando o consumo de energia reativa excede um certo limite, estipulado pelas agências reguladoras.

“Adicional por baixo fator de potência” ou “Adicional por energia reativa excedente” é uma taxa que as concessionárias de energia elétrica brasileiras aplicam nas faturas dos consumidores alimentados em alta tensão. Isso ocorre quando o fator de potência de suas instalações está abaixo de um determinado valor estipulado pela concessionária. 

No Brasil, haverá cobrança desse adicional sempre que o fator de potência for inferior a 92% (indutivo) ou (capacitivo). O adicional devido à energia reativa indutiva excedente é medido durante no período das 6h00 às 24h00. O adicional devido à energia reativa capacitiva excedente é medido no período das 0h00 às 6h00.

Para incentivar os consumidores a corrigir seus fatores de potência e reduzir a circulação de energia reativa, as concessionárias aplicam uma taxa adicional na conta de energia elétrica quando o fator de potência está abaixo do valor especificado. Essa taxa adicional é uma forma de encorajar os consumidores a implementar medidas para corrigir o fator de potência em suas instalações. 

Essa prática melhora a eficiência energética, o que pode resultar em redução no consumo de energia e redução de custos a longo prazo, além de ajudar a reduzir a sobrecarga nos sistemas de distribuição de energia.

Estratégias para economizar com a energia reativa

Avaliação e monitoramento

O primeiro passo é monitorar o consumo de energia reativa em sua instalação. O monitoramento contínuo permite identificar padrões de consumo e áreas que necessitam de atenção. Se for possível fazer medições localizadas, em áreas específicas da empresa, ficará mais fácil identificar onde há excedente de energia reativa e buscar estratégias para sua minimização.

Investimento em equipamentos eficientes

A primeira estratégia a ser usada, e a mais eficiente, é dar preferência na compra de equipamentos que operam com alto fator de potência. Isto reduz significativamente o montante de energia que vai circular nas redes elétricas. 

O mercado oferece motores mais eficientes e com fator de potência mais elevado. Também o uso de reatores com alto fator de potência é uma prática recomendável.

Correção do fator de potência

Corrigir o fator de potência envolve o uso de dispositivos ou estratégias que reduzem a quantidade de energia reativa no circuito, melhorando assim sua eficiência. Aqui estão algumas maneiras comuns de corrigir o fator de potência:

• Bancos de capacitores: Os capacitores são dispositivos usados para compensar a energia reativa. Os bancos de capacitores são instalados em paralelo com a carga e fornecem a energia reativa capacitiva necessária para compensar o excesso de energia reativa indutiva gerada pela carga. Eles ajudam a diminuir a quantidade de energia reativa nas redes elétricas, melhorando o fator de potência. Os bancos de capacitores podem ser fixos, onde a potência é fixa e não varia ao longo do tempo, ou automáticos, onde a potência em funcionamento é proporcional à energia reativa indutiva em circulação. Os bancos de capacitores automáticos são mais eficientes, pois ajustam o número de células em operação ao longo das horas do dia e da noite;

• Compensadores estáticos de potência reativa: Além dos bancos de capacitores, existem equipamentos mais avançados, como os compensadores estáticos de potência reativa (SVCs), que podem fornecer compensação dinâmica e automática para corrigir o fator de potência. Esses dispositivos ajustam continuamente a quantidade de energia reativa fornecida conforme necessário;

• Readequação e redesenho do sistema: Em algumas situações, é possível readequar ou redesenhar o sistema elétrico para reduzir a energia reativa. Isso pode incluir o rearranjo de cargas, substituição de equipamentos menos eficientes e revisão da configuração do sistema elétrico para melhorar a eficiência;

A escolha da melhor solução para corrigir o fator de potência depende das características específicas do sistema elétrico, da carga e das necessidades do usuário. É comum consultar um profissional ou uma empresa especializada em energia para realizar um estudo detalhado do sistema e recomendar a solução mais adequada para corrigir o fator de potência de forma eficiente e econômica.

Manutenção preventiva e corretiva

A manutenção preventiva e corretiva dos bancos de capacitores é essencial para assegurar seu funcionamento eficiente e minimizar a circulação de energia. É comum que, com a queima de células do banco de capacitores, ocorre a cobrança de adicional por energia reativa excedente nas faturas de energia.

Antes de tomar qualquer medida para ampliar os bancos de capacitores, verifique se todas as células estão em perfeito funcionamento ou necessita somente a troca de algumas que “queimaram”.

Leia também: Eficiência energética na indústria: um guia completo

Consultoria especializada

Considerar o apoio de consultores especializados em eficiência energética pode trazer insights valiosos e soluções customizadas para seu negócio.

Conclusão: maximizando a eficiência e reduzindo custos

A gestão eficiente é essencial para qualquer empresa que busca otimizar seus custos operacionais, diminuir o consumo de energia originado nas perdas elétricas e aumentar a otimizações das instalações. Com as estratégias e ferramentas certas, é possível transformar um desafio técnico em uma oportunidade de economia.