Der Leistungsfaktor ist, einfach ausgedrückt, das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung. Im Idealfall kann er 1 betragen. Der Leistungsfaktor ist ein Parameter, der die Energieeffizienz beschreibt. Ein höherer Prozentsatz zeigt eine effizientere Nutzung der Energie und ein niedrigerer Prozentsatz eine weniger effiziente Nutzung an. Zur Berechnung des Leistungsfaktors müssen Sie die Wirkleistung (kW) durch die Scheinleistung (kVA) teilen. In der Praxis ist ein Leistungsfaktor von 1, der eine Effizienz von 100 % beschreiben würde, nicht realistisch, aber er sollte über 0,9 liegen und lässt sich durch einige Maßnahmen verbessern.
Unter bestimmten Umständen können Kondensatoren zur Verbesserung des Leistungsfaktors eingesetzt werden.
Was ist der ideale Leistungsfaktor?
Ein niedriger Leistungsfaktor bedeutet, dass Sie die Energie, für die Sie bezahlen, nicht effizient nutzen. Bei einem niedrigen Leistungsfaktor wird mehr Scheinleistung (kVA) benötigt, um dieselbe Wirkleistung (kW) zu erzeugen. Ein höherer Leistungsfaktor ist besser als ein niedrigerer, denn das bedeutet, dass Sie die Energie effizienter nutzen. Ein übliches Ziel für den Leistungsfaktor ist 95 %. Viele Energieversorger verlangen Sondergebühren für Kunden mit schlechten Leistungsfaktoren. Informieren Sie sich bei Ihrem Energieversorger über Ihre spezifischen Konditionen.
Energieverbrauch messen und verwalten
Durch die Messung Ihrer Energie und Netzqualität erhalten Sie ein Gefühl für die Eigenschaften Ihrer Anlage und erfahren, wie Sie einen reibungslosen und effizienten Betrieb gewährleisten können. Strategisches Energiemanagement ist essenziell zur Senkung Ihres Energieverbrauchs – und damit auch Ihrer Energiekosten. Ein Grund für die Verbesserung Ihres Leistungsfaktors ist die Reduzierung oder gar Eliminierung von Sondergebühren seitens Ihres Energieversorgers.
Dazu müssen Sie wissen, an welchen Stellen Ihre Energie jeden Monat verbraucht wird. Zunächst müssen Sie Energieverbrauchsdaten Ihrer Geräte und Systeme messen und aufzeichnen. Die Art der Messgeräte, die Sie dazu benötigen, hängt von den Anforderungen Ihrer Anlage ab. So können Sie mit einem Multifunktionsmessgerät Energieverluste berechnen und Spannungs- und Stromkurven auf drei Phasen mit hoher Auflösung erfassen, oder Sie können mit einem anderen Messgerät einen Überblick über die Netzqualität in Echtzeit erhalten. Es ist wichtig, das in Spannung und Strom enthaltene Maß der Oberschwingungen zu kennen. Durch eine Messung der gesamten harmonischen Verzerrung (THD) können Sie herausfinden, ob ein Filtern erforderlich ist. Und denken Sie daran, dass Ihr Energieversorger nur Einfluss auf die der Spannungsqualität hat. Der Energieversorger kann lediglich verlangen, dass nur zugelassene Lasten angeschlossen werden, und er ist nicht verantwortlich für die durch die Kundeninstallation verursachten Stromfluss.
Schritte zum Erreichen eines besseren Leistungsfaktors
Motorinduktivität und Oberschwingungen sind die zwei häufigsten Faktoren, die zu einem schlechten Leistungsfaktor führen. Um Ihren Leistungsfaktor zu verbessern, müssen Sie zuerst die Ursache des schlechten Leistungsfaktors herausfinden.
Wenn Induktionsströme die Ursache sind, ist das Hinzufügen von Kondensatoren zum Energieverteilungssystem der Anlage eine häufige Lösung zur Verbesserung des Leistungsfaktors. Kondensatoren zur Leistungsfaktorkorrektur erfordern regelmäßige Überprüfungen und vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen, doch unter normalen Bedingungen funktionieren sie über viele Jahre hinweg problemlos.
Wenn Oberschwingungen die Ursache des niedrigen Leistungsfaktors sind, kann eine passive LC-Filterung eine kostengünstige Lösung sein.
Bei komplexeren Anwendungen wird eine aktive Filterung benötigt. Bei dieser Art der Filterung werden Blindströme, Oberschwingungsströme und unsymmetrische Ströme kompensiert.
Ein häufiger Fehler ist die Verwendung von Kondensatoren zur Verringerung von Oberschwingungsströmen. Bei Oberschwingungsströmen mit hoher Frequenz verhält sich ein Kondensator wie bei einem Kurzschluss. Aufgrund des internen Widerstands erwärmt sich der Kondensator, was zu einer drastisch reduzierten Lebensdauer führt, da des interne Elektrolyt verdampft.