As tarifas dos comercializadores que actuam no mercado livre, e tal como o nome indica, são livres, independentes do regulador (ERSE - Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos), no entanto existem alguns parâmetros que este comercializadores mantêm iguais ao serviço regulado, como é exemplo a energia reactiva.
Introdução
Actualmente, com o mercado livre da energia eléctrica, qualquer instalação (indústria, serviços ou doméstico) pode escolher o seu fornecedor de energia eléctrica, contudo e independentemente dos comercializadores que subsistem no mercado, existe sempre um Comercializador de Último Recurso – a EDP Serviço Universal.
As tarifas dos comercializadores que actuam no mercado livre, e tal como o nome indica, são livres, independentes do regulador (ERSE - Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos), no entanto existem alguns parâmetros que este comercializadores mantêm iguais ao serviço regulado, como é exemplo a energia reactiva.
O Comercializador de Último Recurso é obrigado a manter os preços regulados pela ERSE ao longo do ano, ou seja, mantém o preço definido pelo regulador, normalmente, no final do ano anterior.
Neste texto iremos abordar a constituição dos preços e as várias opções do comercializador do mercado regulado, já que os preços dos diversos comercializadores do mercado livre diferem de comercializador para comercializador e muitas vezes de contrato para contrato.
Assim, de forma reduzida e não exaustiva, concluiremos algumas constatações que poderão fazer se com base na análise das facturas de energia eléctrica, tendo em vista a economia de energia e/ou redução desta factura. Preferivelmente estas constatações deverão ser conjugadas com a análise de outros dados disponíveis, quando os houver (diagramas de carga, medições de consumos de sectores produtivos e evolução da produção ao longo do período coberto pelas facturas). A análise das facturas eléctricas serve essencialmente para verificar se a opção tarifária da empresa é a melhor; analisar a distribuição dos consumos pelos diferentes horários; se existe pagamento de energia reactiva ou não; e a evolução da Potência em Horas de Ponta e da Potência Contratada.
Estrutura das Tarifas
As tarifas de Venda a Clientes Finais são diferenciadas por nível de tensão e tipo de fornecimento, sendo constituídas por várias opções tarifárias. Cada tarifa inclui o pagamento dos custos nas diversas actividades do sector eléctrico utilizadas pelos consumidores a quem se aplica.
Assim, as opções são repartidas em três níveis de tensão de alimentação, que correspondem a intervalos de tensão conforme o tipo de cliente final:
BT – Baixa tensão: tensão entre fases cujo valor é igual ou inferior a 1 kV (normalmente para clientes domésticos, serviços ou pequena indústria); A BT pode ainda dividir-se em Baixa Tensão Normal (potência contratada igual ou inferior a 41.4 kW) e em Baixa Tensão Especial (com potência contratada superior a 41.4 kW;
MT – Média Tensão: tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 1 kV e igual ou inferior a 45 kV (grandes edifícios de serviços e indústria);
AT – Alta Tensão: tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 45 kV e igual ou inferior a 110 kV (grande indústria);
MAT – Muito Alta Tensão: tensão entre fases superior a 110 kV (muito grande indústria).
Dentro de cada um destes níveis de tensão existem diferentes opções tarifárias e diferentes horários de entrega de energia eléctrica. Para fornecimentos em MAT, AT, MT e BTE as tarifas de venda baseiam-se na separação entre uma parcela paga pela energia e uma parcela associada à potência. No tarifário em vigor existe ainda um termo adicional, designado por termo tarifário fixo, mas que tem muito pouca relevância no valor global da factura.
A parcela de energia é subdividida em duas partes: a energia activa e a energia reactiva, sendo a estrutura de cálculo baseada na multiplicação da tarifa correspondente pelo consumo, desagregado por períodos tarifários (ponta, cheia, vazio normal e super-vazio).
A parcela de potência é também subdividida em duas parcelas, a potência contratada e a potência em horas de ponta.
Incluído no preço de electricidade encontram-se as tarifas referentes à utilização das redes. As Tarifas de Acesso às Redes estão associadas à utilização das redes de transporte e distribuição de electricidade, estando integradas nas tarifas de venda dos vários comercializadores no Mercado Regulado e no Mercado Livre. Estas tarifas são aprovadas e publicadas anualmente pela ERSE, sendo o seu valor discriminado na factura de electricidade que o cliente recebe do seu comercializador.
As tarifas de Venda a Clientes Finais são fixadas pela ERSE e aplicadas pelos comercializadores de último recurso nos fornecimentos aos seus clientes. O cálculo das tarifas de Venda a Clientes Finais tem em conta, por um lado, o princípio da convergência tarifária entre Portugal Continental e as regiões autónomas e por outro o princípio da aditividade tarifária segundo o qual as tarifas de Venda a Clientes Finais são obtidas por adição dos preços das:
- Tarifa de Energia;
- Tarifa de Uso Global do Sistema;
- Tarifa de Uso da Rede de Transporte;
- Tarifa de Uso das Redes de Distribuição;
- Tarifa de Comercialização.
A ERSE estabelece tarifas de Venda a Clientes Finais para Portugal Continental, Região Autónoma dos Açores e Região Autónoma da Madeira.
A aplicação do princípio da aditividade tarifária assegura a aderência dos preços pagos por cada consumidor aos custos efectivamente causados em toda a cadeia de valor do sector eléctrico.
Opções Tarifárias
Em cada nível de tensão são postas à disposição dos consumidores diversas opções tarifárias, sendo para cada uma delas impostos limites da potência contratada. No quadro seguinte apresentam se as opções tarifárias disponíveis.
A opção tarifária adoptada pelas empresas nem sempre é a que minimiza os custos da factura de energia eléctrica, como tal deverá fazer se uma análise deste factor. Uma ou mais facturas de energia eléctrica fornecem os elementos necessários que permitem apurar se esta situação se verifica ou não.
Em geral, para verificar se a opção tarifária é a ideal para a empresa consumidora, basta considerar os valores dos consumos registados nas facturas e recalcular a quantia a pagar, substituindo os preços unitários pelos seus correspondentes de outras opções tarifárias.
Parcela de energia
A energia activa consumida em Média Tensão é facturada em quatro períodos horários: horas de ponta, horas cheias, horas de vazio normal e horas de super vazio. Existe ainda a distinção entre consumos em período seco (1 de Abril a 30 de Setembro) e em período húmido (1 de Outubro a 31 de Março). Nos quadros seguintes apresentam-se os horários para os diferentes períodos tarifários para a opção tarifária de ciclo diário e ciclo semanal.
Os valores de consumo de energia activa nos diversos períodos diários, conjugados com a análise do tipo de processo/laboração/organização da empresa, podem sugerir medidas destinadas a reduzir os custos energéticos. Na figura seguinte podemos observar uma distribuição, pelos quatro períodos horários diários, em termos de consumo de energia e de custos de um caso real.
Muito embora a representatividade das Horas de Ponta não seja a mais significativa em relação aos consumos, constata-se que quando transposta para custos, este período horário apresenta um peso bastante significativo. Por vezes, consumos substanciais podem ser transferidos das horas de ponta para as horas cheias ou de vazio.
Se existirem grandes diferenças nas percentagens mensais de energia consumida nestes quatro períodos, essa circunstância pode dever se a exigências da laboração ao longo do ano. No entanto pode também significar falta de controlo em relação à forma como a energia é consumida.
A transposição para forma gráfica dos valores dos consumos das facturas de energia eléctrica, ao longo de doze meses, constitui uma espécie de diagrama de cargas anual. A sua evolução pode confirmar alterações significativas nas instalações ou no ritmo de laboração, ou ainda anomalias e irregularidades no processo de fabrico.
Parcela de Potência
A parcela da potência é dividida em duas parcelas a Potência Contratada e a Potência em Horas de Ponta.
A potência contratada, em kW, não poderá ser inferior a 50% da potência instalada, em kVA, medida entre a soma das potências dos transformadores relativos ao ponto de entrega. No caso de ser superior (caso normal), o seu valor é calculado com base no valor máximo da potência activa média registada em qualquer intervalo ininterrupto de 15 minutos, durante os doze meses anteriores.
A situação de mínimo custo é a absoluta concordância entre a Potência Contratada e a potência activa média tomada, devendo ambas ter o mínimo valor possível.
A solução mais adequada será a da determinação da potência mínima a contratar (PC), assegurando que não é tomada uma potência superior a esta.
A Potência em Horas de Ponta corresponde ao quociente mensal entre a energia activa consumida em horas de ponta e o número de horas de ponta para o mesmo período.
Assim quanto menor for o consumo em horas de ponta menor será a parcela da PHP. Revela-se assim a necessidade de introduzir medidas que transfiram os consumos de horas de ponta para os outros períodos horários, como são exemplo os sistemas de deslastre de cargas.
Energia Reactiva
Determinado tipo de equipamentos eléctricos necessitam, para poderem trabalhar, de uma forma de energia eléctrica que não produz trabalho - é a chamada energia reactiva.
Um motor eléctrico, por exemplo, quando é posto em funcionamento sem carga consome quase exclusivamente energia reactiva. À medida que se vai aplicando carga ao seu veio, aumenta o consumo de energia activa, mas o consumo de reactiva, mantém-se quase inalterado.
Numa unidade industrial os grandes responsáveis pelo consumo de energia reactiva são:
- Motores eléctricos;
- Transformadores e máquinas para soldadura eléctrica;
- Balastros;
- Fornos de indução.
A relação entre a potência (energia por unidade de tempo) activa e reactiva pode representar-se por um triângulo rectângulo:
A potência P é a componente útil da potência S. A potência Q serve apenas para permitir que P origine trabalho. No entanto, a potência S representa a carga que efectivamente é apresentada a todo o sistema de produção e transporte de energia eléctrica. Do triângulo concluiu-se que mantendo constante o valor de P, quanto menor for Q menor será S.
Recordando que:
- P é responsável pelo trabalho realizado pela energia eléctrica dentro da fábrica;
- S é responsável pela carga do gerador e sistema de transporte dessa energia.
Facilmente se compreende que a situação ideal corresponde a S=P, isto é Q=0.
Anular Q não é possível. Pode no entanto criar se artificialmente uma potência reactiva de sinal contrário através da introdução de condensadores.
Isto significa compensar a potência reactiva, anulando o seu efeito para fora da fábrica. Compreende se então que a energia reactiva se não for compensada pelo utilizador seja facturada pela Fornecedor de Energia.
Para valores de cos inferiores a 0,93 a potência reactiva é superior a 40% da potência activa. O valor da potência aparente aumenta rapidamente, e assim, aumentam as perdas nos condutores. Para que essas perdas se mantenham dentro de certos limites, a Fornecedor de Energia impôs um valor (0,93) como limite inferior para o factor de potência, a partir do qual a energia reactiva é taxada.
Compensação do Factor de Potência
A compensação do factor de potência conduz a uma dupla redução com reflexos na factura de energia eléctrica, uma devido à diminuição das perdas de energia activa, e a outra resultante da redução significativa da energia reactiva.
A forma de limitar ou evitar a absorção de energia reactiva da rede, consiste em produzi la dentro da própria instalação utilizando equipamentos adequados a esse fim, os condensadores.
Como se pode verificar através da figura seguinte tudo se passa como se a origem da energia reactiva, imprescindível ao funcionamento dos receptores, fosse desviada da rede de abastecimento para uma fonte interna.
Na realidade os condensadores ao compensarem a energia reactiva que os motores necessitam para poderem trabalhar estabelecem um equilíbrio semelhante aos pratos de uma balança.
Quando a laboração pára, se os condensadores não forem desligados, a situação de desequilíbrio inverte-se, aparecendo como que uma ‘injecção’ de energia reactiva na rede. Para manter o equilíbrio à que retirar também os condensadores de funcionamento, isto é, desligá-los.
O tarifário penaliza também esta “injecção” de energia reactiva por poder provocar aumentos indesejados na tensão da rede.
Por outro lado, à medida que a instalação fabril aumenta de complexidade, as necessidades de compensação não são constantes. Há que controlar permanentemente a quantidade de compensação de energia reactiva, introduzindo e retirando condensadores, por forma, a manter o factor de potência entre +0,93 e -0,93.
Isto implica que entre os condensadores e a rede eléctrica da fábrica se deve instalar equipamento de controlo dos condensadores.
Cálculo da Potência de Compensação
Considere-se uma instalação que absorve uma potência aparente S1, para alimentar uma potência activa de carga P1. O factor de potência da instalação será:
A potência reactiva é obtida através de:
Se pretendermos compensar o factor de potência para um valor superior (cos 2), a potência reactiva correspondente a essa nova situação será:
A diferença entre os dois valores será exactamente igual à potência que a fonte de energia reactiva (bateria de condensadores) terá que fornecer ao sistema. Designado esta potência por Qc, virá:
Formas de compensação
Actualmente a compensação do factor de potência, para um valor mínimo de 0.93 (valor a partir do qual é facturado o consumo de energia reactiva pelo distribuidor de energia eléctrica) pode ser conseguida com diferentes tipos de compensação, como se demonstra a seguir:
Compensação Individual
É efectuada ligando os condensadores junto ao equipamento cujo factor de potência se pretende melhorar. Representa, do ponto de vista técnico, a melhor solução, apresentando as seguintes vantagens:
- Reduz as perdas energéticas em toda a instalação, diminuindo os encargos com a energia eléctrica;
- Diminui a carga sobre os circuitos de alimentação dos equipamentos compensados;
- Melhora os níveis de tensão em toda a instalação.
No entanto, este método, apresenta as seguintes desvantagens:
- As despesas de instalação são maiores do que nas outras opções;
- É difícil ajustar a potência de compensação de qualquer equipamento para as potências normalmente disponíveis no mercado.
Compensação por Grupos Receptores
A bateria de condensadores é instalada por forma a compensar um sector, ou um conjunto de máquinas. É colocada junto ao Quadro Parcial que alimenta esses receptores.
A potência necessária será menor que no caso da compensação individual, o que torna a instalação mais económica.
Compensação Geral
A bateria de condensadores é instalada à saída do transformador se a instalação for alimentada em MT ou do Quadro Geral se a instalação for alimentada em BT.
Utiliza-se em grandes instalações eléctricas, com um grande número de receptores de potências diferentes e regimes de utilização pouco uniformes.
Compensação Combinada
Em muitos casos, utilizam-se conjuntamente os diversos tipos de compensação, geral ou individual.
Compensação com regulação automática
Nas formas de compensação geral e por grupos atrás referidas, é usual utilizar-se uma solução em que os condensadores são agrupados por escalões controláveis individualmente. Um relé varimétrico, sensível às variações de energia reactiva, comanda automaticamente a ligação dos condensadores necessários à obtenção do cos desejado.
Obtém-se deste modo uma adaptação imediata da compensação às variações de carga, evitando-se o envio de energia reactiva para a rede de distribuição.
Podemos concluir que compensar o factor de potência diminui a factura de electricidade, reduz as perdas internas na rede, aumenta o tempo de vida útil dos equipamentos e melhora a estabilidade da rede interna.
A compensação da potência reactiva através da utilização de baterias de condensadores é rentável para o utilizador, apresentando o equipamento de compensação um período de recuperação do investimento efectuado relativamente curto.
Conclusões
Apenas pela análise de facturas de energia eléctrica podem atingir-se reduções significativas dos custos com a energia eléctrica. Para tal devem ter-se em atenção algumas premissas:
- Escolher o fornecedor de energia eléctrica;
- Adequar a opção tarifária às condições do consumidor;
- Manter a potência contratada no valor mínimo possível;
- Deslastrar consumos em Horas de Ponta;
- Compensar o Factor de Potência;
- Manter a bateria de condensadores em boas condições.
AUTOR: Carlos Gaspar, Director Técnico, CMFG – Energia e Ambiente, Lda.