معامل القدرة وتأثيره على استهلاك الطاقة و إضاءة الليد

عند قيامك بشراء وحدة إضاءة فإنك ستلاحظ ضمن مواصفات المنتج وجود قيمة تتراوح ما بين 0 إلى 1 يطلق عليها معامل القدرة (معامل القدرة PF). ماذا تمثل هذه القيمة و ما تأثيرها على استهلاك الطاقة و ما أهميتها على وحدات الإضاءة كإضاءة الليد. معامل القدرة يعبر عن نسبة القدرة الفعالة (والتي تتمثل في كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة التي يستفاد منها لتشغيل الأجهزة المختلفة والإضاءة و تقاس بالواط) إلى القدرة الظاهرية (والتي تتمثل في القدرة الكهربائية الكلية يستفيد منها الجهاز الكهربائي بشكل حقيقي). ببساطة فإن هنالك قدرة غير فعالة وتهدر بدون استفادة بين ما يسحبه الجهاز الكهربائي إلى ما ينتجه. مثال: تفحص أحد الأجهزة الكهربائية وابحث في المواصفات عن معامل القدرة إذا وجدته ذا قيمة صغيرة (أقل من 0،6 مثلا فهذا يعني أنه يهدر 40٪ من الطاقة الغير محسوبة والتي تعادل 0،4 المتبقية) تدل على أن المنتج ذو كفاءة ضعيفة ويقوم بسحب تيار إضافي يفوق الحاجة المستخدمة من قبل الجهاز. وبالمقابل فإن معامل قدرة بقيمة مرتفعة يدل على أن معظم القدرة الكلية يتم الاستفادة منها بشكل حقيقي و فعال و كلما اقترب معامل القدرة من 1 كلما زادت الاستفادة من القدرة الكلية بشكل حقيقي و فعال.

مثال عملي:

فعلى سبيل المثال إذا وجدت مصباح LED قدرته الفعلية التي تتحول لضوء 10 واط بالمقابل القدرة الكلية التي تظهر من استهلاك المصباح هي 12 فولت أمبير فإن معامل القدرة = = 0.83. مما يعني أن نسبة 83٪ من القدرة الظاهرة الكلية يستفاد منها كقدرة حقيقية فعالة أما المتبقي والمقدر ب 17٪ يتم هدره كقدرة غير فعالة ولا يتم الاستفادة منها.

هل تحسب القدرة الغير فعالة (المهدرة) ضمن فاتورة الكهرباء؟

يصمم العداد الكهربائي للمنازل والوحدات السكنية (في السعودية وكثير من الدول) القدرة لحساب الفعاليه  و المقاسة بالواط ولا يعتبر الطاقة الغير فعالة (المهدرة) في الحساب. بالطبع هذا خبر جيد بالنسبة لك. مما يعني أن أي منتجين من منتجات الليد لديهما نفس القدرة الاستهلاكية بالواط و لكن يختلفان في معامل القدرة سيكون لهما نفس التكلفة الاستهلاكية على المستخدم . لكن يظهر الأثر السيء لاستخدام أجهزة كهربائية بمعامل قدرة منخفض على البيئة المحيطة ، و ذلك بزيادة الاستهلاك العام الغير مجدي للطاقة والذي تتحمله شركة الكهرباء وحدها والذي كان من الممكن توفيره لإيصال الخدمة لمستهلكين جدد دون استثمارات إضافية لتوليد مزيد من الطاقة . هذا التأثير يختلف مع المبدأ الأساسي للأجهزة الكهربائية الموفرة للطاقة ومن ضمنها إضاءة الليد والتي صممت لتكون تقنية خضراء تساهم في توفير الطاقة و لكن هذا لن يتحقق إن لم تحتوي مصابيح الليد على معامل قدرة مرتفع القيمة يتماشى مع معايير الطاقة الخضراء . قامت وزارة الطاقة الأمريكية بخطوات جادة بفرض اشتراطات فنية على منتجات الليد بأن لا يقل معامل القدرة لديها عن 0،7 للمنتجات الداخلية.

كم ستوفر السعودية إذا سيطرت على هذا الهدر من الطاقة؟

ذكرت هيئة تنظيم الكهرباء والإنتاج المزدوج في المملكة العربية السعودية في تقريرها لعام 2013 إن من حوافز تحسين أنماط الاستهلاك، إطلاق مشروع حوافز تحسين معامل القدرة إذ يؤدي قيام المستهلك بتحسين معامل القدرة لأجهزته ومعداته إلى تخفيض الفاقد من الطاقة الكهربائية، وتوفير سعات تتيح الفرصة لإيصال الخدمة لمستهلكين جدد، من دون الحاجة إلى استثمار إضافي من قبل مقدم الخدمة لزيادة قدرات التوليد وسعات شبكات النقل والتوزيع.

بحسب البيانات التي جمعتها الهيئة لعينة من فئات الاستهلاك الصناعي في المملكة، فإن تحسين معامل القدرة من المستويات الحالية (في المتوسط في حدود 0.75)، ورفعه إلى (0.85) سيؤدي إلى تحرير قدرات توليد تقدر ب 1000 ميغا واط (1 غيغا واط)، ما يعني تخفيض الاستثمارات اللازمة لقطاع التوليد لوحده بما لا يقل عن أربعة بلايين ريال، إضافة إلى التوفير في تكاليف الاستثمارات الأخرى اللازمة لتعزيز شبكتي النقل والتوزيع، وتكاليف التشغيل والوقود، وخفض المفقود في الشبكات.

التحول إلى استخدام إضاءة الليد يقودنا إلى التوجه الى طاقة خضراء تساهم في توفير الاستهلاك بمعامل قدرة مرتفع يحقق هذه العملية. بالإضافة لذلك فإن اختيار وحدات إضاءة ليد بمعامل قدرة مرتفع يساهم في خفض التيار الكهربائي إلى الكمية المطلوبة فقط من قبل العناصر الكهربائية بالدائرة لأن المنتج لا يقوم بسحب تيار أكثر مما هو مطلوب و بالتالي بالإمكان توفير تيار لإضاءة أكثر من لمبة ليد عن طريق مشغل بدائرة كهربائية واحدة ذات معامل قدرة مرتفع.