Bancos de capacitores
Hoy en día, la penalización por un bajo factor de potencia se ha multiplicado y, por ende, las industrias afectadas han visto un incremento innecesario en su gasto eléctrico. Los bancos de capacitores compensan el factor de potencia, adaptándose a las variaciones que presenta la carga eléctrica.
Por Santiago Bonilla.
La corrección del factor de potencia consiste en disminuir la potencia reactiva que demanda la carga.
Los bancos de capacitores son equipos que regularmente se instalan en los sistemas eléctricos, tanto en baja como en mediana y alta tensión, ya que son de utilidad para corregir el factor de potencia y evitar las penalizaciones que la empresa suministradora impone, mejorar el perfil de voltaje, principalmente durante condiciones de arranque de motores o conexión de cargas de gran magnitud. Cuando se emplean como parte de los filtros de armónicos, ayudan a reducir las corrientes armónicas que circulan por la red eléctrica, evitando pérdidas eléctricas y desgaste en los equipos.
Los bancos de capacitores se han usado por más de 40 años para la compensación de los requerimientos de potencia reactiva y elevación de tensión en los sistemas de potencia. Los capacitores son dispositivos que consisten de dos superficies conductoras separadas por un dieléctrico. Éstos tienen la capacidad de almacenar energía electrostática, la cual se halla en un campo eléctrico y se debe relacionar directamente con la carga eléctrica que se almacena en el dispositivo.
Es de suma importancia que se tomen en cuenta diversas variables cuando se selecciona un banco de capacitores, ya que de no hacerse o no evaluarse por un especialista podrían ocasionar problemas. Entre estas variables, cabe mencionar: designar el objetivo de la instalación (ayudar durante el arranque de los motores, corregir el factor de potencia, mejorar el perfil de voltaje, filtrar armónicos, etcétera), la localización, el tipo de cargas que se tienen en el punto de conexión, si será un banco fijo o ajustable.
En el caso del banco fijo, por ejemplo, siempre se encontrará conectado a la línea de alimentación; pero, dependiendo de la aplicación que se le dé, puede ser conectado o desconectado con los arrancadores de los motores. Los bancos fijos son, además, bastante útiles cuando se requiere mejorar el factor de potencia de una carga o un grupo de cargas cuya demanda de potencia reactiva sea esencialmente constante. En contraste, el banco automático de capacitores consta de un conjunto de celdas capacitivas de valores distintos y también idénticos, según el arreglo, los cuales se encuentran agrupados para obtener el factor de potencia con variaciones de carga.
Para la corrección del factor de potencia, intervienen únicamente las demandas de P (potencia real) y Q (potencia reactiva), las cuales son suministradas hacia la carga. Después de registrar los datos, el factor de potencia se calcula de la relación que hay entre la potencia real y la reactiva. La corrección del factor de potencia consiste en disminuir la potencia reactiva que demanda la carga, de forma que los kVA tiendan a ser iguales a los kilowatts.
Guillermo Espinoza Mendoza, gerente de Estudios en Redes Eléctricas en Funken Ingenieros, asegura que “para conseguir el ahorro energético mediante la utilización de bancos de capacitores se pueden considerar dos formas en general. En primera instancia, reducir el consumo de la potencia reactiva que se refleja en minimizar la magnitud de la corriente que las cargas consumen. La otra manera consiste en mejorar el voltaje, ya que al encontrarse en valores cercanos al nominal, la magnitud de la corriente también se reduce.”
Se tiene un ahorro energético que se traduce en económico, tanto al reducir la magnitud de la corriente que circula a través de los equipos eléctricos, como al limitar las pérdidas eléctricas ocasionadas por el efecto Joule, fenómeno por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando su temperatura. Sin lugar a dudas, se tiene un menor desgaste en los equipos eléctricos, lo cual ayuda a prolongar su vida útil o, por lo menos, a no causarles problemas adicionales.
La instalación e implementación de los bancos de capacitores supone numerosas ventajas al emplearse en los sistemas industriales; por ejemplo, la mejora en el factor de potencia de la instalación, lo cual evita las penalizaciones que la compañía suministradora pudiera imponer. Es posible también conseguir una mejora del voltaje, ya que, si el banco de capacitores actúa rápidamente, puede ser muy útil durante la energetización de cargas de gran magnitud o arranque de motores, pues evita la depresión de voltaje.
Antes de decidir comprar o instalar los bancos de capacitores, es necesario realizar evaluaciones pertinentes, serias y preferentemente con ayuda de expertos para sopesar las características de su potencia nominal, voltaje nominal, fijo o ajustable, de qué tamaño debe ser cada paso y para determinar su ubicación (por lo regular, mientras más cerca de la carga mejor). De esta manera, se puede prever que el monto por invertir representará ventajas y beneficios únicamente.
En general, la utilización de los bancos de capacitores repercutirá en mejorar el desempeño del sistema eléctrico por los factores previamente descritos, los cuales tendrán un impacto económico positivo para el propietario de la instalación. Si se colocan únicamente con el propósito de evitar las penalizaciones de la compañía suministradora, se podría obtener una pequeña bonificación en la facturación de la energía eléctrica. El ingeniero Espinoza Mendoza concluye que, “en todos los casos, es altamente recomendable que, antes de invertir en estos equipos, se realice una evaluación por especialistas para determinar las características y localización adecuada para el objetivo que el cliente busca y, de esta forma, sólo obtener los beneficios buscados, evitando gastos innecesarios.”
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