DEMANDA Y CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA La demanda es la capacidad (KW) del equipo que se conecta al sistema eléctrico para transformar la potencia eléctrica en potencia mecánica o calorífica y el consumo de energía eléctrica expresada en KWH es el equivalente al trabajo desarrollado en el intervalo de tiempo, es decir, la capacidad del equipo en KW del equipo que estuvo funcionando en el equipo en horas. Para entender mas fácilmente el consumo y la demanda medida utilizaremos el odómetro y velocímetro de un automóvil respectivamente y en forma analógica. El consumo es la suma de KWH acumulada en un periodo, el odómetro o cuentakilómetros de un automóvil, mide la suma de los kilómetros acumulados en un recorrido. El símil de la demanda lo hará el velocímetro, y se considera como máxima la mayor que alcance durante la prueba o recorrido. Ahora bien, el KW de demanda se define como la energía promedio sobre un intervalo especifico. El intervalo de la demanda en el cual la carga se promedia es de quince minutos. Comisión Federal de Electricidad (CFE) no cobra por demandas instantáneas creadas por el arranque de motores. Comportamiento de la carga.
Surge entonces la interrogante ¿como se mide la demanda máxima? Para esto observemos de la grafica 1.1. El comportamiento de la carga en una fabrica que opera maquinaria eléctrica según el siguiente horario:
Fig. 1.1 Comportamiento de la carga.
1. al minuto 5 se enciende una carga de 10 KW. 2. al minuto 10 se enciende otra carga de 10 KW. 3. al minuto 15 se desconectan las cargas 1 y 2. 4. al minuto 20 se enciende una carga de 50 KW por 10 minutos y después se desconecta. 5. al minuto 35 se encienden dos cargas de 10 KW cada una por 40 minutos y después se desconectan. 6. al minuto 80 se enciende una carga de 50 KW por 10 minutos y después se desconecta. Estos hechos nos señalan el comportamiento de la carga a través del tiempo, para conocer la demanda que el medidor ha tomado en cuenta durante cada intervalo de quince minutos; Habrá que promediar la demanda durante ese intervalo, esto es: 1º. Intervalo = (10 KW) (5min)/15min + (20 KW) (5min)/15min = 10 KW. 2º. Intervalo = (50 KW) (10min)/15min = 33.33 KW. 3º. Intervalo = (20 KW) (10min)/15min = 13.33 KW. 4º y 5º. Intervalo = (20 KW (15min)/15min = 20 KW. 6º. Intervalo = (50KW) (10min)/15min = 33.33 KW. Luego entonces, la demanda máxima medida será de 33.33 KW. Obsérvese de la figura 1.1. Que aunque la carga fue de mayor magnitud, la demanda máxima medida resulto menor. Ahora bien; ¿cual fue el consumo de energía en el periodo? El consumo por intervalo viene siendo la integración del área bajo la curva que presento la carga, esto es, la demanda media en cada intervalo por el tiempo en horas. 1º. Intervalo = (10 KW) (5min)/60 + (20 KW) (5min)/60 = 2.5 KWH. 2º. Intervalo = (50 KW) (10min)/60 = 8.33 KWH. 3º. Intervalo = (20 KW) (10min)/60 = 3.33 KWH. 4º y 5º. Intervalo = (20 KW) (15min)/60 = 5 KWH. 6º. Intervalo = (50KW) (10min)/60 = 8.33 KWH.
La suma de los KWH de cada intervalo nos dará el consumo del periodo; en este caso es 32.49 KWH. ¿Por qué el cargo por demanda máxima medida? La medición de la demanda como método para determinar la facturación, se ha vuelto una práctica aceptada por muchas razones. Las estadísticas de la industria eléctrica de servicio público demuestran que el capital financiero representa las dos terceras partes del costo de operación para servir a los usuarios. Otra razón para medir la demanda es que permite al usuario facturarle en forma más equitativa. Cargo por medición en baja tensión . La disposición complementaria de las tarifas eléctricas en vigor, estipula: En los servicios que se proporcionan en alta tensión, el suministrador podrá efectuar la medición de la energía eléctrica consumida, así como la demanda máxima en el lado secundario o en el lado primario de los transformadores del usuario. Si se le hiciese en el lado secundario, las facturaciones se aumentaran en un dos porciento. Técnicamente, este porcentaje equivale a las perdidas eléctricas inherentes del transformador. Este cargo lo efectúa CFE adicionándolo al total, el 2% de la suma de los cargos por demanda máxima y consumo. Ahora bien, el lado en donde se realiza la medición queda a juicio del personal de CFE. Así por ejemplo, un usuario con 225 KVA, 220 Volts y un solo transformador, tendrá una corriente de línea en baja tensión de IL = KVA/ (1.1732 VLCos θ)
IL = 225/1.1732(0.220)(0.90) = 656 A.
Lo cual hará requerir para un medidor de 5 amperios un transformador de corriente de relación 800/5. En estos casos regularmente la medición se realiza en el lado de baja tensión, pero que sucede si un usuario tiene en su acometida una subestación con tres transformadores. Para evitarse el instalar tres equipos de medición en el lado de baja, se coloca un equipo de medición en el lado de alta
El Factor de Carga. El factor de carga se define como el cociente de la demanda media entre la demanda máxima y se puede calcular en base a los valores registrados en el recibo de energía eléctrica de acuerdo a las siguientes formulas: Factor de carga = Demanda media / demanda máxima Demanda media = KWH registrados / Hrs. Del periodo Factor de carga = KWH registrados / (Hrs. Del periodo x Demanda máxima) Esto es, el factor de carga nos relaciona la energía que se utiliza durante un periodo de facturación con respecto a la energía eléctrica que las compañías Suministradoras pueden proporcionar a razón de la demanda máxima medida durante ese mismo periodo. Para ilustrar en forma práctica lo que representa el factor de carga veamos el siguiente Ejemplo: Se tienen dos empresas cuyo servicio se suministra en tarifa OM, la medición se efectúa en baja tensión, tienen un factor de potencia de 90%. La empresa uno demanda 80 KW y consume en el periodo de todo el mes de enero de 2000, 16000 KWH. La empresa dos, en el mismo periodo demanda 40 KW y consume 16000 KWH. Para el mes de diciembre del 2001, la tarifa OM tiene un precio de demanda $ 50.5151 y para el consumo de $ 0.38543. USUARIO UNO Cargo por demanda 50.5121 x 80
= $
Cargo por consumo 0.38543 x 16000
= $ 6,166.88
Cargo por medición en B.T 0.02 x 10207.85 = $
4,040.97 204.15
Cargo por bajo factor de potencia
= $
0.00
Total sin impuesto
= $ 10,412.00
USUARIO DOS Cargo por demanda 50.5121 x 40
= $ 2,020.48
Cargo por consumo 0.38543 x 16000
= $ 6,166.88
Cargo por medición en B.T 0.02 x 8187.36 = $
163.74
Cargo por bajo factor de potencia
= $
0.00
Total sin impuesto
= $ 8,351.10
Factor de carga de usuario uno: FC. = (16000 / 744 x 80)100 = 26.88% Costo medio del usuario uno en KWH Costo medio = $10412.00/16000 = $ 0.6607 Factor de carga de usuario dos: FC. = (16000 / 744 x 40)100 = 53.76% Costo medio del usuario dos en KWH Costo medio = $8351.10/16000 = $ 0.51171 Conclusión: a mayor factor de carga menor costo por KWH.
Cargos y bonificaciones relacionadas con el factor de potencia. Cuando el factor de potencia del servicio durante cualquier periodo de medición en el periodo de facturación, tenga un promedio menor de 90% atrasado, el suministrador tendrá derecho a cobrar al cliente la cantidad que resulte de aplicar al monto de la facturación, el porciento de recargo que se determine, según la siguiente formula %Rec1 = 3/5[(90/FP)-1]100 donde % Rec. Es el porciento de recargo por bajo factor de
potencia; y el FP es el factor de potencia del periodo de facturación. El suministrador bonificara al cliente la cantidad que resulte de aplicar a la factura el porciento de bonificación, de acuerdo a lo siguiente: %Bon = ¼[1-(90/FP)] 100 donde %Bon2 es el porciento de bonificación en la factura.
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El valor máximo de %Rec. no deberá ser mayor a 120 El porciento de bonificación no deberá ser mayor a 2.5%
