Bardzo często analizując rachunki za energię elektryczną dla odbiorców komercyjnych spotykamy się z występowaniem opłat za ponadumowny pobór energii biernej. Jest to opłata dodatkowa wynikająca ze świadczonej usługi dystrybucji (naliczana przez operatora systemu). Przyjrzyjmy się z czego wynikają te opłaty.
Moc bierna
Moc elektryczną pobieraną przez odbiorniki można opisać jako:
Obrazowo można powyższe równanie przedstawić jako
S to moc pozorna i jest to całościowa moc pobierana przez urządzenie. Moc czynna (P) jest wykorzystywana w elementach rezystancyjnych urządzeń i jest przetwarzana na pracę bądź inny rodzaj energii (ciepło, energia kinetyczna itd.). Urządzeniem czysto rezystancyjnym – wykorzystującym tylko moc czynną – jest np. żarówka. W takim przypadku S = P. Moc bierna (Q) nie jest bezpośrednio zamieniana w urządzeniach na inny rodzaj energii. Jest natomiast niezbędna do prawidłowej pracy urządzeń posiadających elementy indukcyjne bądź pojemnościowe.
Z mocą bierną mamy do czynienia wyłącznie w obwodach prądu przemiennego. Moc bierna wykorzystywana jest do wzbudzania i podtrzymywania pola magnetycznego bądź elektrycznego i „pulsuje” pomiędzy źródłem i odbiornikiem. Urządzenia takie jak kondensatory bądź cewki indukcyjne wykorzystują do swojego działania wyłącznie energię bierną. W takich przypadkach S = Q. Urządzenia dla działania których niezbędna jest moc bierna to m.in.: transformatory, silniki elektryczne, klimatyzatory, zgrzewarki. To jakie są proporcję mocy czynnej i biernej w pobieranej mocy pozornej zależy więc od charakteru elementów (rezystancyjny, indukcyjny, pojemnościowy) z jakich odbiornik jest skonstruowany. Opisuje to kąt przesunięcia fazowego ϕ. Jest to kąt, o jaki prąd wyprzedza bądź opóźnia się w stosunku do napięcia.
Rodzaje opłat za ponadumowny pobór energii biernej
Opłaty za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej tj. pobór mocy biernej w określonym czasie, wykorzystywanej przez elementy indukcyjne odbiorników, są wyliczane na podstawie właśnie tg ϕ, czyli stosunku energii biernej pobranej do energii czynnej pobranej, co wynika z tzw. trójkąta mocy (przedstawionego wyżej). Opłaty za dostawę energii biernej pojemnościowej są obliczane jako iloczyn ilości dostarczonej energii i średniej ceny energii elektrycznej na rynku konkurencyjnej (ogłaszanej corocznie przez Prezesa URE) odpowiedniej dla roku w którym zatwierdzona została Taryfa.
Pomimo iż energia bierna nie jest bezpośrednio przetwarzana na inny rodzaj energii, może powodować niekorzystne skutki w postaci zwiększenia strat oraz działania zabezpieczeń nadprądowych pomimo niskiego poboru mocy czynnej. Z występowaniem mocy biernej jest związana zwiększona wartość natężenia prądu płynącego w przewodach.
Zazwyczaj urządzenia pobierające energię bierną są wyposażone w elementy kompensujące. Tym niemniej zwiększone zużycie energii biernej indukcyjnej jest związane z pracą takich urządzeń jak sprężarki, zgrzewarki, silniki i inne. W przypadku zwiększonego zapotrzebowania na energię bierną indukcyjną zasadne jest celem uniknięcia dodatkowych opłat, zamontowanie baterii kondensatorów. Jako że baterie owe mają charakter pojemnościowy, urządzenie wykorzystujące energię bierną „zaopatruje” się w tą energię właśnie z tych baterii. Sposobem na ograniczenie opłat z tytułu dostwa energii biernej pojemnościowej, które mogą być spowodowane m.in.: nieprawidłową pracą baterii kondensatorów, niedociążonymi UPSami, długimi liniami zasilającymi, jest stosowanie dławików kompensacyjnych.