Итак, зачем нам вообще нужна эта быстрая энергия от конденсатора? Ответ кроется в том, как работают некоторые из наших наиболее важных электрических устройств. Подумайте о «рабочих лошадях» нашего мира: трансформаторах на опорах и мощных двигателях, приводящих в движение все — от заводских машин до домашнего кондиционера. У этих устройств есть общий ингредиент: все они используют катушки проводов и магнетизм для выполнения своей работы. Такая конструкция необходима для их функционирования, но у нее есть любопытный побочный эффект.
Для работы этим устройствам с магнитами и катушками требуется особый вид энергии только для создания и поддержания своих магнитных полей. Эта энергия не производит свет, тепло или движение; это больше похоже на энергию, которая просто «перетекает» туда и обратно между энергетической компанией и устройством. Его постоянно берут и возвращают, не выполняя никакой реальной работы, но все равно занимая место на электрических линиях. Это создает своего рода «напрасную трату усилий» для сетки.
Даже несмотря на то, что эта выплескивающаяся энергия не потребляется, необходимо построить энергосистему, чтобы справиться с ней, что невероятно неэффективно. Это все равно, что платить за грузовик доставки, достаточно большой, чтобы вместить десять коробок, даже если пять из них — просто пустые коробки, которые тасуют взад и вперед. Эти напрасные усилия напрягают всю систему.
Аналогия с пивной кружкой: объяснение реальной и растраченной энергии
Знакомая аналогия объясняет эти «напрасные усилия»: большая заиндевевшая кружка пива. Когда вы покупаете это пиво, вы платите за всю кружку, но в ней содержатся две совершенно разные вещи. Понимание разницы между ними является ключом к пониманию того, как на самом деле работает наша энергосистема.
Жидкое пиво — это то, что вам действительно нужно; это то, что утоляет вашу жажду. Это что-то вроде Реальной Силы . Это та часть электричества, которая выполняет полезные задачи, например, освещает комнату, вращает вентилятор или разогревает ужин. Это сила, которая дает ощутимые результаты.
А сверху толстый слой пены. Хотя это естественная часть пива, она не утоляет жажду. Он просто занимает место в кружке. Это идеальный аналог реактивной мощности . Как мы узнали, такие устройства, как трансформаторы и двигатели, нуждаются в этой энергии только для того, чтобы функционировать, создавая свои магнитные поля. Это «напрасные усилия», которые колеблются взад и вперед по линиям электропередачи, не совершая никакой реальной работы.
Это приводит к важнейшей концепции коэффициента мощности . В нашей аналогии это просто соотношение пива ко всей кружке (пиво плюс пена). Кружка, в которой почти все пиво с небольшим количеством пены, имеет «хороший» коэффициент мощности. Для крупных промышленных предприятий «плохой» коэффициент мощности (слишком много пены) означает, что они создают ненужную нагрузку на сеть, и коммунальные предприятия часто взимают с них за это дополнительную плату. Таким образом, цель состоит в том, чтобы найти способ избавиться от пены, не потеряв при этом ни капли пива.
