Esta vez mi pregunta sobre cómo las compañías de energía monitorean el uso. Recibimos factura de consumo eléctrico en [Kilo vatios hora] / Energía. ¿Qué se debe buscar para controlar el uso de la energía o energía instantánea? O ambos?
Confío en que sea el segundo y por qué es necesario monitorear ambos poder y energia?
El poder es el d / dt de la energía. Entonces, ¿qué cambio hace?
¿Y qué tan diferente será el resultado del segundo método?
Para ciertos grandes consumidores, las compañías eléctricas están realmente interesadas en tres cosas: la energía, la potencia máxima y la integral de la corriente RMS. Para los consumidores más pequeños, se supone que las dos últimas cantidades son lo suficientemente cercanas como para ser proporcionales al consumo de energía, por lo que la facturación basada únicamente en la energía es suficiente, pero eso no es cierto para los consumidores más grandes.
Las compañías eléctricas necesitan construir equipos suficientes para manejar la máxima demanda de energía instantánea; En momentos en que los clientes no usan tanta energía, el equipo no tendrá que proporcionar energía, pero seguirá teniendo costos sustanciales de mantenimiento y depreciación diarios. Un consumidor de electricidad que necesita un megavatio de potencia por un minuto por semana podría obligar a una compañía eléctrica a construir equipos que de otra manera no serían necesarios, pero la facturación basada en energía, incluso a $ 0.10 / kWh, sería menos de $ 10,000 / mes. Una empresa que a veces exige un megavatio se facturará mensualmente en función de esa demanda máxima, incluso si solo exige esa cantidad de energía de forma intermitente.
Además, la facturación de la corriente puede parecer redundante en comparación con la facturación de la energía, pero las cargas capacitivas o reactivas consumirán energía de la línea durante parte de cada ciclo y devolverán la energía durante parte de ella. La facturación basada en energía acreditará la energía devuelta contra la energía extraída, lo que sería justo, excepto que el cableado de la compañía eléctrica perderá algo de energía más allá de lo que se extrae, y perderá parte de la energía devuelta. La facturación solo con la energía significaría que un consumidor que devolviera el 99% de la energía consumida en cada ciclo solo pagaría el 1% tanto como un consumidor que consumiera el 1% de la energía pero devolviera cero, pero el costo de abastecer al antiguo cliente sería mucho mayor.
Vale la pena señalar que, si bien la facturación a los grandes clientes por la demanda máxima y la RMS actual es una fuente de ingresos, también tiene otro propósito más importante: alienta a los clientes a ahorrar el dinero de los servicios públicos. Si un cliente tiene la opción de usar un megavatio por un minuto por mes, o 20 kilovatios (1/50 megavatios) por una hora por mes, puede ser más económico para la empresa proveer las necesidades de este último cliente aunque este último lo use. mas energia. Además, en muchos casos en los que un consumidor puede consumir un exceso de corriente de RMS (en relación con la energía), sería posible que el cliente instale equipos que reduzcan la corriente de RMS. A pesar de que dicho equipo desperdiciará algo de energía, la reducción de los residuos en las líneas de la empresa de servicios públicos puede exceder significativamente la cantidad de energía que consume. En consecuencia, a pesar de que el equipo aumenta el uso de energía facturable, a las empresas de servicios públicos todavía les gustaría recompensar a quienes lo suministran.
Un medidor de potencia perfecto mediría
$$ E = \ int_0 ^ T {V (t) I (t) dt} $$
donde \ $ T \ $ es su período de facturación, \ $ E \ $ es la energía (las unidades se pueden convertir fácilmente) y \ $ V \ $ y \ $ I \ $ son el voltaje instantáneo y la corriente de la carga . Es decir, no miden el "poder" por sí mismos; miden el voltaje y la corriente como cantidades eléctricas separadas.
Por supuesto, el mundo real no es continuo, por lo que en la práctica se calculará que computarán algo así como
$$ E = \ sum_ {n = 0} ^ N {V [n] I [n] \ Delta T} $$
con un período de muestreo \ $ \ Delta T \ $. En la práctica, probablemente harán muchas mediciones rápidas más rápido que la frecuencia de la línea de alimentación y luego sumarán esos resultados.
La energía es importante para las empresas de servicios públicos porque sus costos aumentan a medida que aumenta la demanda en la red. En algún momento, es posible que la empresa de servicios públicos necesite encender un generador adicional o comprar energía de otra jurisdicción para satisfacer la demanda local. Cada utilidad tiene diferentes fórmulas para traducir la demanda de energía instantánea al costo. Es por eso que están preocupados por su consumo total de energía en un período de facturación y su consumo de energía en distintos momentos. Estrictamente hablando, ambas cantidades son medidas de energía en diferentes ventanas de tiempo.