Pomiar energii elektrycznej (W) to ustalenie, ile energii pobrał odbiornik, obwód albo cały budynek w określonym czasie. Wynik podaje się w kilowatogodzinach [kWh], a mierzy go licznik energii, który na bieżąco sumuje moc czynną pobieraną w każdej chwili.
Zostań elektrykiem z uprawnieniami SEP
Kurs online G1 / G2 / G3 + egzamin państwowy - 100% zdawalności
z kodem ELEKTRYCZKA = 10% rabatu!
Co właściwie mierzysz, gdy mierzysz energię?
Mierzysz sumę, a nie stan chwilowy. Woltomierz czy amperomierz pokazują wartość z danej sekundy, a pomiar energii zbiera wszystkie te sekundy w jedną liczbę. Sama energia elektryczna ma własne hasło, tutaj interesuje Cię to, jak się ją ustala w instalacji.
Gdy moc odbiornika jest stała, wystarczy prosty iloczyn:
W = P · t
- W – energia pobrana przez odbiornik, w kilowatogodzinach [kWh]
- P – moc czynna odbiornika, w kilowatach [kW]
- t – czas pracy, w godzinach [h]
Odkurzacz o mocy 800 W pracujący przez 75 minut zużyje 0,8 kW · 1,25 h = 1 kWh. Kłopot w tym, że większość domowych urządzeń nie pobiera stałej mocy. Lodówka włącza i wyłącza sprężarkę, pralka grzeje wodę tylko na początku cyklu, a piekarnik pracuje z termostatem. Dlatego licznik nie mnoży mocy przez czas raz, tylko robi to nieustannie i dodaje kolejne porcje energii.
Licznik może rejestrować dwie różne wielkości. Energia czynna w kWh to ta, która zamienia się w ciepło, światło i ruch – za nią płacisz w domu. Energia bierna w kilowarogodzinach [kvarh] krąży między siecią a silnikami, transformatorami czy kondensatorami i nie wykonuje użytecznej pracy. Odbiorcy o większej mocy przyłączeniowej rozliczają się z dostawcą także za nią, dlatego w zakładach pilnuje się współczynnika mocy. Skąd bierze się ta energia, wyjaśnia hasło moc bierna.
| Wielkość | Jednostka | Kogo dotyczy rozliczenie |
|---|---|---|
| Energia czynna pobrana | kWh | każdy odbiorca, także gospodarstwo domowe |
| Energia czynna oddana do sieci | kWh | właściciele mikroinstalacji, np. fotowoltaiki |
| Energia bierna (indukcyjna i pojemnościowa) | kvarh | głównie firmy i zakłady o większej mocy |
Pomiar bezpośredni, półpośredni i pośredni – czym się różnią?
O wyborze układu decyduje wielkość prądu i napięcia w miejscu pomiaru. W mieszkaniu czy domu jednorodzinnym cały prąd przepływa przez zaciski licznika. Przy dużych prądach licznik dostaje tylko proporcjonalnie zmniejszony obraz prądu z przekładnika prądowego, a w sieciach średniego napięcia także obraz napięcia z przekładnika napięciowego.
| Układ | Jak trafia sygnał do licznika | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| Bezpośredni | prąd i napięcie wprost z mierzonego obwodu | sieć nn 230/400 V, prąd nieprzekraczający możliwości licznika, np. 63 A lub 100 A |
| Półpośredni | prąd przez przekładniki prądowe, napięcie wprost z obwodu | sieć nn 400 V przy dużych prądach, np. sklepy, warsztaty, zakłady |
| Pośredni | prąd i napięcie przez przekładniki | sieci średniego napięcia, np. 15 kV |
W układzie półpośrednim liczy się przekładnia. Przekładnik 400/5 A zamienia 400 A w przewodzie na 5 A w obwodzie licznika, więc mnożnik wynosi 400 / 5 = 80. Jeśli licznik nie ma ustawionej przekładni i między dwoma odczytami przybyło na nim 152,5 kWh, faktyczne zużycie to 152,5 · 80 = 12 200 kWh. Nowsze liczniki elektroniczne pozwalają wpisać przekładnię w ustawieniach i wtedy same pokazują wartość rzeczywistą.
Z układem półpośrednim wiąże się zasada bezpieczeństwa, która może pojawić się na egzaminie: obwodu wtórnego przekładnika prądowego nie wolno rozwierać, gdy przez przewód główny płynie prąd. Rozwarte uzwojenie wtórne może wytworzyć niebezpiecznie wysokie napięcie. Przed odłączeniem licznika zwiera się zaciski wtórne, a jeden zacisk uzwojenia wtórnego uziemia się na stałe.
Jak odczytać zużycie z licznika i przeliczyć je na rachunek?
Licznik pokazuje stan narastający od dnia montażu, a nie zużycie w danym miesiącu. Zużycie za okres to zawsze różnica dwóch odczytów: stan końcowy minus stan początkowy. Jeśli 1 września licznik wskazywał 18 412 kWh, a 1 października 18 655 kWh, dom zużył w tym czasie 243 kWh.
Licznik elektroniczny wyświetla kolejne rejestry na zmianę, a każdy z nich ma kod OBIS. Najczęściej spotkasz te:
| Kod OBIS | Co oznacza |
|---|---|
| 1.8.0 | energia czynna pobrana łącznie |
| 1.8.1 / 1.8.2 | energia pobrana w strefie 1 i 2 (taryfa dwustrefowa, np. G12) |
| 2.8.0 | energia czynna oddana do sieci, np. z fotowoltaiki |
| 3.8.0 – 6.8.0 | rejestry energii biernej (pobranej i oddanej) |
W taryfie całodobowej (np. G11) rachunek opiera się na jednym rejestrze, w dwustrefowej (np. G12) na dwóch, bo każda strefa ma inną cenę. Licznik zdalnego odczytu przekazuje dane operatorowi samodzielnie, a przy starszych licznikach odczytu dokonuje inkasent albo zgłaszasz go sama lub sam, np. przez aplikację sprzedawcy.
Jak sprawdzić, ile energii zużywa konkretne urządzenie?
Licznik główny mówi tylko, ile zużył cały budynek. Żeby znaleźć urządzenie, które podbija rachunek, potrzebujesz pomiaru w mniejszej skali. Masz do wyboru trzy drogi:
- miernik gniazdkowy – wpinasz go między gniazdo a wtyczkę i odczytujesz zużycie w kWh; nadaje się do sprzętu podłączanego wtyczką,
- podlicznik na szynie DIN – montowany w rozdzielnicy, mierzy jeden obwód, np. pompę ciepła, ładowarkę samochodu elektrycznego (EV) albo wydzielone mieszkanie,
- monitor energii z przekładnikami nakładanymi – małe przekładniki zapina się na przewodach w rozdzielnicy bez ich rozłączania, a wyniki trafiają do aplikacji.
Mierz przez pełny cykl pracy, a nie przez kilka minut. Lodówka zmierzona przez 24 godziny, która zużyła 0,8 kWh, rocznie pobierze około 0,8 · 365 = 292 kWh. Pomiar przez kwadrans, akurat w czasie pracy sprężarki, dałby wynik kilka razy zawyżony. Urządzenia z grzałką, takie jak pralka czy zmywarka, mierz od startu programu do jego końca.
Gdy nie masz licznika, energię oszacujesz z pomiaru mocy. W obwodzie prądu przemiennego nie wystarczy pomnożyć napięcia przez zmierzony prąd, bo przy silnikach i zasilaczach dochodzi współczynnik mocy cos φ. Taki wynik zawsze będzie mniej dokładny niż odczyt z licznika, który rejestruje rzeczywiste zmiany obciążenia.
Pomiar energii w pracy elektryka
W instalacji mieszkaniowej 230 V pomiar energii sprowadza się zwykle do licznika operatora i ewentualnie podliczników. W domu z zasilaniem 400 V licznik musi objąć wszystkie trzy fazy, bo odbiorniki rozkładają się na nie nierówno – więcej o układzie faz przeczytasz w haśle prąd trójfazowy. Licznik trójfazowy sumuje energię z każdej fazy osobno.
Jeśli podlicznik ma być podstawą rozliczeń, np. z najemcą lokalu, musi mieć certyfikat zgodności z dyrektywą MID. Wymagania dla takich liczników energii czynnej opisuje norma PN-EN 50470-3. Do samej kontroli zużycia, bez wystawiania rachunków, wystarczy prostszy przyrząd.
Na egzaminie SEP grupy 1 mogą pojawić się pytania o jednostki (kWh i kvarh), o różnicę między układem bezpośrednim a półpośrednim oraz o pracę z przekładnikami prądowymi. Przydaje się też umiejętność szybkiego przeliczenia: odbiornik 3 kW pracujący 4 godziny dziennie pobiera 12 kWh na dobę, czyli w 30-dniowym miesiącu 360 kWh.
Najczęściej zadawane pytania
Jedna kilowatogodzina to energia, jaką pobiera odbiornik o mocy 1 kW pracujący przez godzinę. Tyle samo zużyje urządzenie 500 W w ciągu dwóch godzin albo odkurzacz 800 W w ciągu 75 minut. Na liczniku jest to przyrost wskazania o jedną jednostkę.
10 kWh dziennie daje około 3650 kWh rocznie. Dla gospodarstwa dwu- lub trzyosobowego to wynik typowy, przy szacowanym zużyciu rzędu 1000–2000 kWh na osobę w roku. Dla osoby mieszkającej samotnie bez ogrzewania elektrycznego to sporo i opłaca się poszukać urządzenia, które pobiera najwięcej.
Najprościej użyć miernika gniazdkowego i zmierzyć każde podejrzane urządzenie przez pełny cykl pracy, np. dobę dla lodówki. Obwody bez wtyczki, takie jak bojler czy pompa ciepła, mierzy podlicznik w rozdzielnicy albo monitor energii z przekładnikami nakładanymi na przewody.
Tak, odczyt nie wymaga uprawnień ani otwierania licznika. W liczniku elektronicznym szukasz rejestru 1.8.0 (łączne zużycie) albo 1.8.1 i 1.8.2 przy taryfie dwustrefowej. Zużycie za okres to różnica między dwoma odczytami.
Źródła:
