¿Qué es un banco de condensadores?

«Descubre el secreto detrás de la eficiencia energética: los bancos de condensadores. Si alguna vez te has preguntado cómo se optimiza el consumo eléctrico de grandes instalaciones industriales o edificios, este artículo te revelará todo lo que necesitas saber sobre esta tecnología clave. Prepárate para adentrarte en el mundo de los bancos de condensadores y descubrir cómo pueden ayudarte a ahorrar energía y reducir tus costos eléctricos.»

Un banco de condensadores es un grupo de varios condensadores conectados en series o combinaciones en paralelo. Los condensadores son componentes eléctricos y electrónicos que almacenan energía eléctrica. Por lo tanto, los bancos de capacitores (cap bank) almacenan la energía reactiva (adelantada) y compensan la energía reactiva (atrasada), y mejoran el factor de potencia. Como resultado, la red se vuelve más estable y con mayor capacidad de transmisión y sufre menos pérdidas de transmisión.

Al incorporar un banco de condensadores en el sistema, la acumulación de energía se puede corregir al costo más bajo para la empresa en comparación con la realización de cambios significativos en la red eléctrica de la empresa de servicios públicos o en el sistema al que se suministra.


¿Qué es un banco de condensadores?

Para comprender la importancia de los bancos de capacitores, analicemos las potencias activa, real y aparente por separado. También el factor de potencia.

El uso más común de un banco de condensadores es para la fuente de alimentación de CA. La corrección del factor de potencia es fundamental en establecimientos industriales que utilizan una gran cantidad de transformadores y motores eléctricos. Debido a que este equipo utiliza una gran carga inductiva, es susceptible a cambios de fase y retrasos en el factor de potencia en la fuente de alimentación. Puede causar una pérdida de eficiencia del sistema si no se corrige.


Factor de potencia unitario

En los circuitos de CA, el factor de potencia es la relación entre la potencia real utilizada para realizar el trabajo y la potencia aparente suministrada al circuito. La corrección del factor de potencia es un ajuste del circuito eléctrico para llevar el factor de potencia lo más cerca posible de 1, conocido como el factor de potencia unitario.

¿Qué es un banco de condensadores?

El factor de potencia unitario se refiere al caso en el que la corriente y el voltaje están en la misma fase. Ni tarde ni temprano. La importancia física del factor de potencia está en la impedancia de carga.

Icargas inductivas tales como bobinas, motores, etc. tienen un factor de potencia retrasado.

Cargas capacitivas por ejemplo, los condensadores tienen un factor de potencia adelantado, y cargas resistivas por ejemplo, los calentadores tienen un factor de potencia unitario.

Factor de potencia cercano a la unidad

Un factor de potencia de uno o un factor de potencia de la unidad es el objetivo de cualquier empresa de servicios eléctricos. Si el factor de potencia es inferior a uno, deben suministrar más corriente al usuario para una determinada cantidad de consumo de energía. Y conduce a más pérdidas de transmisión.

¿Qué es un banco de condensadores?

Al hacerlo, incurren en más pérdidas de energía en el futuro. Además, será necesario contar con equipos de mayor capacidad de lo que sería necesario.

En consecuencia, se cobrará una multa a una instalación industrial si su factor de potencia es muy diferente de 1, dependiendo de la ley de electricidad del país/estado. El lado positivo de mantener un buen factor de potencia es que las empresas de servicios públicos también pagan incentivos en la factura de electricidad si el factor de potencia permanece en el rango especificado durante todo un mes.

Parámetros importantes

kVA: Potencia total o Aparente (S).
kilovatios: Potencia para realizar un trabajo, se denomina potencia activa (Q).
kVAR: Se necesita potencia reactiva (S) para generar un campo magnético en motores transformadores.

Para la corrección del factor de potencia sólo intervienen las demandas de P (potencia real) y Q (potencia reactiva), las cuales son suministradas a la carga. Después de registrar los datos, el factor de potencia se calcula a partir de la relación entre la potencia real y la potencia reactiva. La corrección del factor de potencia consiste en reducir la potencia reactiva demandada por la carga de modo que los kVA tiendan a ser iguales a los kilovatios.

Hay un ahorro energético que se traduce en economía, tanto por la reducción de la magnitud de la corriente que circula por los equipos eléctricos. Además, al limitar las pérdidas eléctricas causadas por la pérdida de calor (joule).

¿Qué es la potencia activa, reactiva y aparente?

La mejor representación es un diagrama vectorial, donde la potencia “Activa” está representada por el eje X positivo y la potencia “Reactiva” por el eje Y. La potencia inductiva, es decir, la encargada de crear y mantener un campo electromagnético alrededor de una bobina, se puede representar mediante el eje Y positivo.

La potencia capacitiva se puede representar en el eje Y negativo, por lo que estas dos potencias tienden a cancelarse, dando como resultado un vector que puede ser positivo o negativo en el eje Y.

Poder activo

“Potencia activa” es la potencia consumida por las cargas inductivas que realizan un trabajo real ya sea creando calor, operando una carga, etc. También se denomina potencia real.

Poder reactivo

La «potencia reactiva» es la potencia en la que la corriente está desfasada con el voltaje y el producto de voltios, tiempo, amperios (V*A) no realiza un trabajo real. A diferencia de la potencia activa, la potencia reactiva no se puede transformar en trabajo ni en calor. En términos simples, esta energía reactiva se puede considerar como energía fantasma que circula por la red pero no se transforma ni genera ningún beneficio.

Por ejemplo, la corriente que carga un condensador o que crea un campo magnético alrededor de una bobina.

Otra forma sencilla de explicar este concepto es utilizando la siguiente imagen:

¿Qué es un banco de condensadores?

La espuma en un vaso de cerveza no satisface la necesidad de hidratación, al igual que la energía reactiva. Ocupa espacio, pero no es útil a la hora de generar ningún resultado o trabajo.

Poder aparente

“La potencia aparente” es la combinación matemática de la potencia real y la potencia reactiva.

CosΦ es el factor de potencia para un motor inductivo trifásico del orden de 0,8 a 0,9. Para reducir el ángulo Φ y mejorar el factor de potencia, se agregan capacitores al circuito del motor. La función de estos condensadores es compensar la corriente de magnetización y, por lo tanto, reducir la amplitud de la corriente reactiva en la red.

Usos de los bancos de capacitores

Los siguientes son los usos de los bancos de capacitores.

  • Los bancos de capacitores son equipos que se instalan en los sistemas eléctricos, tanto en baja como en media y alta tensión, ya que son útiles para corregir el factor de potencia y evitar las penalidades que impone la empresa suministradora, mejorar el perfil de tensión, principalmente en condiciones de arranque en páramo o Conexión de grandes cargas.
  • Cuando se utilizan como parte de los filtros de armónicos, ayudan a reducir las corrientes armónicas que circulan por la red eléctrica, evitando pérdidas eléctricas y el desgaste de los equipos.
  • Los bancos de capacitores se han utilizado para compensar los requisitos de potencia reactiva y aumento de voltaje en los sistemas de potencia.
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