Troppa tensione in casa tua?

L’alta tensione causa alte bollette elettriche

La tensione a casa mia

Troppa tensione a casa tua?

Questa è una pagina lunga, quindi la seguente panoramica potrebbe essere utile.

Panoramica –

1. Quale dovrebbe essere la tensione?
2. Come dire se hai troppa tensione
3. Come troppa tensione aumenterà la tua bolletta elettrica
4. Thermodynamics
5. Perché Hydro One fa questo?
6. E’ un po’ come …
7. Una situazione estrema e la mia lamentela
8. Scuse della Hydro One
9. La linea di fondo

1. Quale dovrebbe essere il voltaggio?

Il voltaggio alle vostre prese a muro dovrebbe essere entro pochi volt di 120 VAC, diciamo 118-122 VAC, a seconda del “carico”, cioè a seconda di quanti e quali tipi di apparecchi voi e i vostri vicini state usando, così come quanto siete lontani dall’ultimo trasformatore.

Inoltre, la tensione media su periodi di diversi giorni o più dovrebbe essere molto vicina a 120 VAC, e la tensione dovrebbe essere sopra 120 VAC circa la metà del tempo e sotto 120 VAC l’altra metà del tempo. Durante i periodi di carico straordinariamente alto, tuttavia, come durante il tempo molto caldo o molto freddo, molte società di generazione di energia lottano per fornire questo nominale 120 VAC ai loro clienti.

Tutti i comuni elettrodomestici che sono approvati per la vendita in Canada dalla Canadian Standards Association (CSA) sono classificati per funzionare a 120 VAC (tranne, naturalmente, quelli classificati per 240 VAC). La mia compagnia elettrica è la Hydro One che fornisce elettricità direttamente alla maggior parte dei clienti rurali e ad alcuni clienti suburbani nella provincia dell’Ontario, Canada, ma molte compagnie elettriche operano nello stesso modo della Hydro One.

La zona gialla nel grafico sopra è la gamma di tensioni misurate nella mia residenza durante il dicembre 2015 e il gennaio e febbraio 2016, e di nuovo più recentemente nel 2019 e 2020.

Le zone verdi e rosse di cui sopra sono definite dal documento della Canadian Standards Association CAN3-235-83 Table 3, “Limiti raccomandati di variazione della tensione per circuiti fino a 1000 volt all’ingresso di servizio”. (Vedere in particolare le “Linee guida sulla tensione” alle pagine 35-36 del documento dell’Ontario Energy Board). L’Ontario Energy Board afferma chiaramente che

Hydro One fornirà solo tensioni standard. Queste tensioni saranno conformi agli standard della Canadian Standards Association (“CSA”).

In effetti, questi stessi standard sono ripetuti nella “bozza finale” di Hydro One sulle condizioni di servizio per i clienti Hydro One, (vedi specialmente la Tabella 2, Limiti raccomandati di variazione della tensione). Quindi sappiamo che questo standard è usato da Hydro One e che la tensione dovrebbe essere sempre nella zona verde e non dovrebbe mai essere in una delle zone rosse del grafico sopra.

La raccomandazione CSA per la tensione in condizioni operative normali è 110 – 125 VAC, ma come qualsiasi elettricista vi dirà, può essere pericoloso operare per lunghi periodi di tempo all’estremità superiore di questa gamma. Infatti, la stessa raccomandazione CSA definisce 127 VAC come una “condizione operativa estrema”, appena due volt più alta dell’estremità superiore della gamma operativa “normale”.

Situazione attuale a casa mia – Durante il mese di gennaio, la tensione media a casa mia è stata di 122,50 VAC, ed è stata superiore alla tensione nominale per il 94,5% del tempo. La tensione media sta salendo lentamente dall’estate 2020. Vedi i dettagli delle mie misurazioni di tensione.

2. Come dire se hai troppa tensione

Se hai un multimetro digitale o un altro strumento adatto che può misurare la gamma di tensione appropriata, controlla la tensione che appare alle prese elettriche di casa tua. Ricorda che hai a che fare con la corrente alternata (AC), non con la corrente continua (DC), quindi scegli l’impostazione appropriata sul tuo voltmetro. La tensione misurata dovrebbe essere entro pochi volt da 120 VAC. Questa è una tensione accettabile. Controllate a diverse ore del giorno e della notte per diversi giorni per trovare una media ragionevole. Se trovate che la tensione alle vostre prese a muro è costantemente intorno ai 124 VCA o superiore, allora avete troppa elettricità in casa vostra e state usando e pagando per molta più energia di quella che i vostri apparecchi devono usare.

Nota bene – Hai a che fare con una tensione potenzialmente letale, quindi se non puoi controllare la tensione in modo sicuro da solo, chiedi a un elettricista, tecnico, tecnologo o ingegnere qualificato di farlo per te. Non c’è vergogna nel chiedere a qualcun altro di farlo e potrebbe salvarvi la vita.

3. Come troppa tensione farà aumentare la tua bolletta elettrica

Se la tua bolletta elettrica è troppo alta, una delle ragioni potrebbe essere che la tua compagnia elettrica sta fornendo troppa elettricità, cioè, troppo voltaggio, alla tua casa. In Nord America, la maggior parte dei vostri apparecchi elettrici sono classificati per funzionare con una tensione di 120 volt di corrente alternata (VAC), e permettono più o meno qualche volt per le variazioni di carico e le perdite resistive nei fili elettrici. Se la vostra compagnia elettrica, come Hydro One, fornisce tensioni che sono costantemente più alte di 120 VAC, allora i vostri apparecchi useranno costantemente più energia di quella di cui hanno bisogno e voi dovrete pagare per più energia di quella di cui avete bisogno.

Potresti ricordare dalle tue lezioni di fisica del liceo che, a 120 volt, una lampadina a incandescenza da 100 watt dissipa 100 watt di potenza sotto forma di luce e calore (soprattutto calore). Questo è normale ed è quello che ci aspettiamo di pagare quando accendiamo l’interruttore della luce.

Tuttavia, con 124 VAC quella stessa lampadina dissiperà quasi 107 watt invece di 100 watt e pagherete quasi il 7% in più per la vostra elettricità. A 126 VAC, la lampadina dissiperà poco più di 110 watt e pagherete il 10,2% in più per la vostra elettricità. Il vostro frigorifero, congelatore, stufa, forno di riscaldamento ad aria forzata, stufe elettriche, tostapane, pompa di scarico, pompa dell’acqua di pozzo, lavatrice, asciugatrice, caffettiera, molte lampadine – tutti questi apparecchi saranno similmente influenzati dalla tensione più alta che viene erogata. E voi pagherete per quell’energia extra. Per tutto il tempo in cui sono accesi.

Nota per i lettori – Si vincono punti extra se si è notato nel grafico sopra che potenza e tensione non hanno una “relazione lineare”. Tranne che per gli “alimentatori a commutazione” menzionati più avanti, la potenza e l’energia sono proporzionali al quadrato della tensione, quindi quando la tensione viene aumentata, la potenza e l’energia aumentano un po’ più velocemente della tensione. La relazione esatta è descritta molto accuratamente dalla legge di Ohm. Chiedete a qualsiasi ingegnere.

Potenza utilizzata = (tensione applicata)² / (resistenza di carico)
ovvero, P = E² / R

Le uniche eccezioni a tutto questo sono i dispositivi elettronici che utilizzano alimentatori a commutazione che non hanno trasformatori e sono appositamente progettati per funzionare su una vasta gamma di tensioni, diciamo, 100-250 VAC. All’interno della loro gamma di tensione d’ingresso questi alimentatori non lineari non seguono la legge di Ohm quando cerchiamo di calcolare il loro consumo di energia. Il caricabatterie del tuo cellulare è probabilmente di questo tipo.

4. Termodinamica

Cosa ha a che fare la termodinamica con questo? Beh, si potrebbe pensare che la tensione più alta scalderebbe le cose più velocemente o farebbe altre cose più velocemente, compensando così con tempi più brevi il costo extra dell’alta tensione. Certamente, un carico resistivo come il vostro tostapane o lo scaldabagno si riscalderà più velocemente e poi si spegnerà prima con la tensione più alta, ma ci sono ancora perdite dovute alla dispersione del calore, e queste perdite non possono mai essere recuperate. A causa di queste perdite, il tempo di riscaldamento più breve alla tensione più alta non può compensare completamente il costo extra di funzionamento ad una tensione più alta. Così, anche se un tostapane (per esempio) con una tensione più alta di quella nominale tosta il pane più velocemente di un tostapane azionato alla sua tensione di progetto (120 VAC), il tostapane a tensione di progetto costa ancora meno di un tostapane con una tensione più alta di quella di progetto. Come nella mitica ricerca del moto perpetuo, la termodinamica ci prenderà sempre alla fine.

5. Perché Hydro One fa questo?

Perché Hydro One fornisce più tensione di quella di cui si ha realmente bisogno? Per fare più soldi, naturalmente. Hydro One ha spesso un surplus di energia da vendere, specialmente durante l’inverno, e fornisce tensioni più alte alle nostre case per venderci quell’energia extra.

Una volta che una quantità base di energia è stata prodotta e venduta, qualsiasi energia extra è molto più economica da produrre, quindi i profitti sono più alti quando Hydro One può vendere la sua energia in eccesso. Come clienti, voi ed io siamo gli acquirenti di quel surplus.

È strano che, da un lato, Hydro One sottolinei sempre l’importanza di risparmiare energia usando termostati programmabili, luci fluorescenti compatte (CFL), elettrodomestici EnergyStar, e facendo attenzione al programma Time of Use, mentre, dall’altro lato, fornisce un livello di tensione che annulla qualsiasi risparmio da questi sforzi di conservazione.

6. È un po’ come …

• portare la tua famiglia in un ristorante costoso dove le porzioni sono enormi e nessuno può mangiare tutto quello che è stato messo nei loro piatti, ma il ristorante non offre un servizio di doggie bag così devi pagare tutto il cibo anche se non potrebbe essere mangiato tutto;
• dover comprare la benzina in una pompa che deliberatamente riempie troppo il tuo serbatoio e devi pagare per tutta la benzina che si è rovesciata per terra anche se non puoi usarla;
• dover pagare per un posto extra (vuoto!) ogni volta che porti la tua famiglia al cinema.

7. Una situazione estrema e la mia lamentela

La tensione a casa mia

L’inverno 2015/16 ha portato una situazione estrema, poiché la tensione a casa mia era in media tra 124 e 125 VAC ed era più alta della zona verde raccomandata dalla CSA circa la metà del tempo, occasionalmente rasentava la zona rossa superiore estrema a 127 VAC. Non c’è da stupirsi che le mie lampadine si siano bruciate quell’inverno, anche le costose lampade CFL, e l’alta tensione potrebbe spiegare perché il nostro costoso ricevitore TV HD si sia “bloccato” per ore e ore nonostante la ricezione di forti segnali TV.

In effetti, Hydro One continua a fornire tensioni che sono quasi sempre superiori ai 120 VAC nominali. Vedi qui per un riassunto delle tensioni che vengono consegnate a casa mia da Hydro One nei mesi che iniziano con dicembre 2015. Anche se non sono estreme, queste tensioni più alte fanno sì che tutti i miei elettrodomestici usino più energia di quella necessaria per funzionare normalmente. I dettagli delle misurazioni mensili sono riportati nell’archivio.

8. Scuse da Hydro One

Negli anni passati quando mi sono lamentato con Ontario Hydro, ora Hydro One, per l’alta tensione a casa mia, hanno dato diverse “ragioni” ma nessuna di queste ragioni è logica o valida.

• “Ma dovremmo ridurre anche il voltaggio dei tuoi vicini”. – Doh! Certo che lo fareste. Tutte le tensioni dei miei vicini sono troppo alte, proprio come la mia, e quindi dovrebbe essere ridotta.
• “Ci piace fornire una tensione più alta in modo che i motori si avviino più facilmente”. – Mi scusi, ma io vivo in un quartiere residenziale, NON in una zona industriale, e posso contare su una mano il numero di motori significativi in casa mia. Tutti sono classificati a 120 VAC e funzionano bene a quella tensione.
• “Ma la tensione varia e non è sempre alta”. – Sì, la tensione varia bene, ed è delle volte in cui è troppo alta che mi lamento. Durante il mese di dicembre 2015, ho misurato la tensione 135 volte diverse, più o meno a caso durante i giorni e le notti (sono un po’ insonne), e la tensione non è mai stata inferiore a 121,0 VAC (già superiore ai 120 volt nominali) e alta come 127,2 VAC. La media delle mie misurazioni durante il mese è stata di 124,25 VAC, quindi io e i miei vicini stavamo usando circa l’8% di energia in più del necessario. E, sì, la tensione era ancora troppo alta per la maggior parte del tempo durante il resto dell’inverno. (Vedi i grafici delle mie misurazioni per maggiori dettagli.)
• “Ma hai sbagliato tutto! La corrente diminuisce all’aumentare della tensione, quindi la potenza rimane la stessa”. – Questa “linea” è stata provata su di me da diversi individui (uno di loro un professionista che lavora nell’industria dell’energia). È un’affermazione completamente errata della legge di Ohm, come si può verificare consultando qualsiasi testo di fisica o di ingegneria elettrica. Il principio generale di “la potenza rimane la stessa” si applica solo alle linee di trasmissione elettrica che sono alimentate con una quantità costante di energia da una stazione di generazione a una sottostazione di trasformazione. La vostra casa non è una sottostazione di trasformazione ed è, invece, un “carico variabile” che richiede una tensione costante. Vedi maggiori dettagli qui. Affermare che “la potenza rimane la stessa” è una bugia, contraria alle leggi della fisica, ed è un bel pezzo di propaganda usato per nascondersi dalle critiche fattuali dell’industria energetica. Questa linea potrebbe funzionare con i politici e alcuni giornalisti, ma non funziona con me e non dovrebbe funzionare con voi.

Tutto questo dalla Hydro One e dall’industria energetica, che amano dipingersi come guardiani della conservazione e dell’efficienza energetica.

9. The Bottom Line

In teoria, la tensione media in un periodo di 24 ore dovrebbe essere di 120,0 VAC e variare tra, diciamo, 117 e 123 volt, o meglio tra 118 e 122 volt, a seconda delle condizioni di alimentazione e carico. Quindi, la tensione dovrebbe essere superiore a 120 volt circa la metà del tempo e inferiore a 120 volt l’altra metà del tempo. Hydro One dovrebbe sforzarsi di raggiungere questo livello di fornitura per tutti i quartieri residenziali. Questo è giusto e corretto e non fa sì che i nostri apparecchi usino più corrente ed energia di quanto dovrebbero o ci costino più soldi di quanto dovremmo pagare. A casa mia, tuttavia, le mie misurazioni hanno dimostrato che la tensione è generalmente superiore a 120,0 VAC per più dell’80% del tempo almeno dall’inizio del 2018 e fino a giugno 2020. Si spera che la situazione della tensione dall’inizio di giugno 2020 diventi la regola e non l’eccezione.

Con i contatori intelligenti e altri sistemi di telemetria, Hydro One sa esattamente quanta tensione stanno fornendo e non hanno scuse per non essere a conoscenza delle tensioni in eccesso e costose che ho descritto sopra.

I risultati di molte misurazioni a casa mia sono riassunti qui. È necessario fare un gran numero di misurazioni ogni mese (ora circa 4.000 misurazioni automatiche ogni mese) per assicurare la precisione e superare gli effetti delle variazioni di ora in ora e giorno per giorno nel carico e nella capacità di fornitura.

Le misure di tensione del mese scorso sono riassunte qui. Si prega di vedere anche l’archivio delle misurazioni per i mesi precedenti (fino a dicembre 2015).