Fattore di potenza ledwall:
la trappola che si nasconde a basso carico.

Cos'è il fattore di potenza, e cosa non è

Il fattore di potenza (PF) è il rapporto fra la potenza attiva (i kW che davvero accendono i LED) e la potenza apparente (i kVA che l'impianto elettrico deve comunque fornire). Con PF = 1 coincidono. Con PF = 0,5 la potenza apparente richiesta è il doppio.

Il cos φ è una cosa più ristretta: misura solo lo sfasamento fra tensione e corrente. I due numeri coincidono quando la corrente è una sinusoide pulita. Un modulo di potenza senza PFC assorbe invece una corrente a impulsi, piena di armoniche: può avere un cos φ buono e un PF intorno a 0,5. Un analizzatore di rete li mostra entrambi, insieme alla distorsione armonica (THD).

Circolano due affermazioni opposte, entrambe imprecise. La prima: «un PF basso raddoppia la bolletta» — falso, i kWh attivi fatturati restano quelli. La seconda: «il PF non conta» — altrettanto falso.

Quello che cambia davvero è la corrente. A parità di potenza utile, un PF di 0,5 fa passare il doppio della corrente negli stessi cavi. Significa sezioni maggiorate, più perdite in linea, più calore nei quadri — e, su un contratto business, il rischio concreto di penali per l'energia reattiva.

Perché peggiora proprio quando lo schermo consuma meno

Un maxischermo outdoor non lavora quasi mai a piena luminosità. Passa la maggior parte delle ore serali e notturne a contenuti scuri e dimmerazione ridotta — spesso sotto il 20% del carico nominale.

All'ingresso di ogni modulo di potenza c'è un filtro contro i disturbi (filtro EMI), fatto anche di condensatori. Quei condensatori assorbono una piccola corrente capacitiva quasi costante, che c'è anche nei modelli con PFC. A pieno carico pesa poco; al 10-20% del carico diventa la parte principale, e lo schermo si comporta come un carico capacitivo.

È il motivo per cui un impianto può superare il collaudo a bianco pieno e poi mostrare un fattore di potenza scadente nell'uso reale, quello di ogni sera. Un PFC attivo ben progettato limita il calo ma non lo annulla: quanto resta a basso carico lo dice la curva «fattore di potenza / carico» del datasheet della serie, non il valore di targa.

Il valore di 0,55 per la fascia senza PFC è quello già documentato nel confronto TCO a 10 anni di questo sito, preso dal listino tecnico dei componenti — non una stima per questo articolo.

Le regole che contano: l'energia reattiva secondo ARERA

Sulle forniture non domestiche in bassa tensione con potenza disponibile sopra i 16,5 kW, e su quelle in media tensione, il contatore misura anche l'energia reattiva, in kVARh. In bolletta può diventare una voce a parte in due modi:

• Reattiva prelevata, fasce F1 e F2: si paga la quota che supera il 33% dell'energia attiva, cioè con cos φ sotto 0,95 circa; oltre il 75% (cos φ sotto 0,8 circa) l'aliquota è più alta. È il caso dei carichi induttivi.
• Reattiva immessa in rete, fascia F3: dal 1° aprile 2023, con la Delibera 232/2022/R/eel. La fascia F3 copre la notte dalle 23 alle 7, la domenica e i festivi: è proprio quando un ledwall dimmerato lavora al 10-20% del carico e si comporta da carico capacitivo.

Non diamo una cifra in euro al mese: dipende dal contratto, dalla potenza impegnata e dalle ore reali di sfasamento. Chi vuole sapere quanto rischia deve leggerlo sulla propria bolletta, o misurarlo sul campo con un analizzatore di rete trifase — non stimarlo a tavolino.

Il caso Stadio Maradona

Allo stadio di Napoli, due maxischermi outdoor (circa 170 m² complessivi, P10 e P8) non superavano il collaudo: armoniche di corrente elevate e un fattore di potenza fermo a circa 0,5 bloccavano la messa in esercizio.

L'intervento ha portato il fattore di potenza da 0,5 a 0,97 e ha abbattuto le armoniche, riducendo la potenza apparente richiesta alla rete da circa 140 a circa 80 kVA. Collaudo superato in 20-25 giorni di lavoro, integrando l'impianto già in cantiere.

Il legame con la dimmerazione notturna

Chi porta la luminosità serale a 150 cd/m² per rispettare i regolamenti comunali (o il taglio dell'85% di corrente che ne segue) sta spingendo l'impianto proprio nella zona di carico più delicata per il fattore di potenza: il 10-20% del regime nominale.

Non è un motivo per rinunciare alla dimmerazione notturna — resta obbligatoria dove previsto e conveniente ovunque. È un motivo in più per scegliere moduli di potenza che rendono bene anche a basso carico, non solo al 100% della scheda tecnica letta in fase d'acquisto.

Come si corregge

Per carichi capacitivi che variano velocemente durante la giornata — come un ledwall che passa dal pieno bianco diurno al dimming notturno — i vecchi banchi di condensatori a gradini non bastano: correggono solo carichi induttivi, e su un carico già capacitivo lo peggiorerebbero.

E se il fattore di potenza è basso per colpa delle armoniche, come nei moduli senza PFC, i condensatori non servono affatto: la corrente deformata si corregge con filtri attivi o cambiando i moduli di potenza.

La tecnologia industriale di riferimento per questi casi sono i quadri con rifasamento attivo a semiconduttori, che seguono il carico in tempo reale su tutto l'arco della giornata. In alternativa, o in aggiunta, moduli di potenza con PFC attivo scelti apposta per rendere bene anche al 10-20% del carico — non solo al 100% della scheda tecnica.

Prima di proporre una soluzione, misuriamo il fattore di potenza reale dell'impianto con un analizzatore di rete trifase, nelle condizioni in cui lavora davvero: non solo a bianco pieno.

Letture correlate