Fattore di potenza e THD dei LED: cosa devono sapere installatori e buyer

Fattore di potenza (PF) e distorsione armonica (THD) compaiono in ogni scheda tecnica LED, ma se ne parla solo quando qualcosa va storto: una penale imprevista per energia reattiva, interruttori che scattano, o un impianto di rifasamento che crea problemi dopo un relamping. Questa guida spiega cosa significano PF e THD negli impianti professionali, quali valori richiedere e cosa verificare prima di sostituire centinaia di apparecchi con il LED.

Che cos'è esattamente il fattore di potenza

Un carico elettrico preleva dalla rete potenza apparente (S, in VA = volt × ampere). Solo una parte compie lavoro utile: la potenza attiva (P, in W). Il resto oscilla tra rete e carico senza trasformarsi in luce o calore. Il fattore di potenza è il rapporto:

PF = potenza attiva (W) ÷ potenza apparente (VA)

Due fenomeni abbassano il PF di un apparecchio:

• Lo sfasamento tra tensione e corrente (cos φ). Gli alimentatori ferromagnetici erano induttivi; i driver LED economici sono spesso leggermente capacitivi.
• La corrente deformata: i driver senza correzione attiva assorbono corrente a impulsi invece che con una sinusoide regolare. Questa deformazione si misura come THD (distorsione armonica totale).

Un buon driver LED ha uno stadio di correzione attiva del fattore di potenza (PFC) che mantiene la corrente quasi sinusoidale e in fase: PF oltre 0,95 e THD sotto il 10–15 %. Un driver senza PFC può avere un PF di 0,5–0,6 e un THD dell'80–150 %.

Perché conta negli impianti professionali

Effetto di PF basso / THD alto	Cosa significa in pratica
Più corrente a parità di potenza	Un apparecchio da 200W con PF 0,95 assorbe circa 0,92 A a 230V; con PF 0,55 circa 1,6 A.
Meno apparecchi per circuito	Cavi e interruttori si dimensionano sulla corrente, non sui watt. Un PF basso può dimezzare gli apparecchi per circuito.
Perdite e riscaldamento	La corrente in più scalda cavi, trasformatori e neutro.
Neutro sovraccarico	Le armoniche di terzo ordine di molti driver monofase si sommano nel neutro di una rete trifase invece di annullarsi.
Penali per energia reattiva	Nelle utenze professionali l'energia reattiva oltre una certa soglia viene addebitata in bolletta.
Disturbi	Armoniche elevate possono disturbare apparecchiature sensibili e causare scatti intempestivi.

Per una lampada da ufficio nulla di tutto ciò conta. Per un magazzino con 300 campane su linee lunghe sì: PF e THD decidono quanti circuiti servono, che sezione di cavo usare e cosa compare in bolletta.

Quali valori richiedere

Parametro	Raccomandato per apparecchi professionali	Riferimento legale / normativo
Fattore di potenza a pieno carico	≥ 0,95	Regolamento (UE) 2019/2020 sulla progettazione ecocompatibile: fattore di spostamento ≥ 0,9 per sorgenti di rete oltre 25W (minimi più bassi per potenze minori)
THD (corrente) a pieno carico	≤ 10–15 %	CEI EN 61000-3-2, classe C (illuminazione), limiti delle correnti armoniche
PF e THD dimmerati	Indicati nella scheda del driver, p. es. PF ≥ 0,9 al 50 % del carico	Non regolamentato; verificare la scheda
Corrente di spunto	Indicata come picco e durata, più driver per interruttore	Necessaria per dimensionare i circuiti

I driver di qualità Meanwell, Sosen, Philips, Tridonic o Osram raggiungono di solito PF > 0,95 e THD < 10 % a pieno carico. Tutte le campane, i proiettori e gli apparecchi sportivi della nostra gamma sono specificati con PF > 0,95. Vedi Driver LED spiegati.

Campane LED con driver Sosen o Meanwell – PF > 0,95, dimmerabili 1–10V, 5 anni di garanzia:

Il rischio dimenticato: il rifasamento dopo il relamping

Molte fabbriche e magazzini hanno un impianto di rifasamento con condensatori. È stato dimensionato per l'impianto precedente: motori e illuminazione con alimentatori ferromagnetici, entrambi induttivi. Quando gran parte di quell'illuminazione induttiva viene sostituita da LED ad alto fattore di potenza, il carico induttivo sparisce, ma i condensatori restano.

Il risultato può essere una sovracompensazione: l'impianto diventa capacitivo. Questo può portare a:

• addebiti per energia reattiva capacitiva, che alcuni distributori applicano anch'essi;
• sovratensione a basso carico, ad esempio di notte quando funziona solo l'illuminazione;
• risonanze tra condensatori e trasformatore, amplificate dalle armoniche dei driver, che possono danneggiare condensatori e driver.

Cosa fare: prima di un grande relamping faccia verificare il rifasamento esistente. I rifasatori automatici a gradini di solito si adattano escludendo gradini; i condensatori fissi su circuiti di illuminazione o vecchi alimentatori vanno rimossi. Con armoniche significative, i rifasatori con filtri di sbarramento sono la scelta sicura. Una misura della qualità della rete prima e dopo mostra se serve un intervento.

Dimmerazione e carico parziale

Il fattore di potenza di un driver LED è massimo vicino al carico nominale. Molto dimmerato, o con un carico LED molto inferiore a quello previsto, il PF scende e il THD sale. In pratica:

• Scelga driver adatti alla potenza dell'apparecchio, non sovradimensionati.
• Negli impianti che funzionano quasi sempre dimmerati (magazzini con rilevamento di presenza, impianti sportivi in modalità allenamento) verifichi PF e THD al 50 % di carico nella scheda.
• Gli apparecchi a potenza regolabile sulla posizione più bassa si comportano come un driver a carico parziale; con driver di qualità il PF resta di solito sopra 0,9.

Vedi Dimmerazione 0-10V, 1-10V e TRIAC e DALI e controllo dell'illuminazione.

Esempio: l'effetto del PF su un circuito di magazzino

Un magazzino vuole collegare campane da 150W su circuiti da 16 A (230V). Supponiamo che cavo e interruttore ammettano circa 13 A in continuo:

• PF 0,95: 150 W ÷ (230 V × 0,95) ≈ 0,69 A per apparecchio → circa 18 apparecchi per circuito.
• PF 0,60: 150 W ÷ (230 V × 0,60) ≈ 1,09 A per apparecchio → circa 11 apparecchi per circuito.

Per 180 apparecchi sono 10 circuiti invece di 16, con il relativo risparmio su cavi, protezioni e manodopera. In pratica la corrente di spunto impone spesso un limite più severo della corrente continua, quindi verifichi anche la scheda del driver (vedi Collegare un apparecchio LED).

Checklist per buyer e installatori

• PF ≥ 0,95 e THD ≤ 10–15 % a pieno carico nella scheda tecnica.
• PF e THD a carico parziale se l'impianto viene spesso dimmerato.
• Corrente di spunto e numero massimo di driver per interruttore.
• Rifasamento esistente verificato prima di un grande relamping.
• Neutro dimensionato per le correnti armoniche negli impianti trifase con molti driver.
• Misura della qualità della rete dopo la messa in servizio nei grandi progetti.

I lavori a 230V/400V spettano a un'impresa abilitata ai sensi del DM 37/2008, secondo la CEI 64-8.

Domande frequenti

Qual è un buon fattore di potenza per l'illuminazione LED?

Per apparecchi professionali 0,95 o più a pieno carico. Tra 0,9 e 0,95 è accettabile; sotto 0,9 indica un driver semplice senza correzione.

Un fattore di potenza basso aumenta la bolletta?

L'energia si paga sulla potenza attiva (kWh), quindi un PF basso non aumenta direttamente i kWh. Nelle utenze professionali però si può pagare l'energia reattiva (kvarh), e un PF basso aumenta corrente, perdite e la portata necessaria di cavi e protezioni.

Che cos'è il THD e perché conta?

Il THD (distorsione armonica totale) indica quanto la corrente si discosta da una sinusoide pura. Un THD alto scalda cavi e trasformatori, sovraccarica il neutro nelle reti trifase e può disturbare altre apparecchiature. L'obiettivo è il 10–15 % o meno.

Esiste un fattore di potenza minimo di legge per il LED?

Il Regolamento (UE) 2019/2020 fissa fattori di spostamento minimi per le sorgenti a tensione di rete, fino a 0,9 oltre i 25W. La CEI EN 61000-3-2 limita le correnti armoniche delle apparecchiature di illuminazione.

Un relamping LED può creare problemi al mio rifasamento?

Sì. Un rifasamento dimensionato per la vecchia illuminazione induttiva può sovracompensare quando questa viene sostituita da LED ad alto PF, rendendo l'impianto capacitivo. Faccia verificare e adeguare il rifasamento prima o dopo un grande relamping.

La dimmerazione influisce sul fattore di potenza?

Sì. A basso carico il PF scende e il THD sale. I driver di qualità restano di solito sopra 0,9 al 50 %; verifichi la scheda se l'impianto funziona quasi sempre dimmerato.

Quanti apparecchi LED posso collegare su un circuito?

Dipende dalla corrente per apparecchio (legata al PF) e dalla corrente di spunto dei driver. La scheda del driver indica quanti ne può manovrare un interruttore; vale il più basso dei due limiti.