QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE RÉACTIVE ?
Dans les circuits électriques le courant est en phase avec la tension lorsqu’il y a des résistances, tandis que le courant est en retard si la charge est inductive (moteurs, transformateurs à vide), et est en avance si la charge est capacitive (condensateurs).
Le courant total absorbé, par exemple, par un moteur est déterminé par l’addition vectorielle de :
- IR courant résistif;
- IL courant inductif et réactif.
Ces courants sont liés aux puissances suivantes :
- Puissance active : est liée à IR;
- Puissance réactive : est liée à IL;
La puissance réactive ne produit pas d’effet mécanique et elle constitue une charge supplémentaire pour le fournisseur d’énergie.
Le paramètre qui définit la consommation de puissance réactive est le facteur de puissance. Le facteur de puissance se calcule à partir du rapport entre la puissance active et la puissance apparente :
Un cosφ faible a les inconvénients suivants :
- Importantes pertes de puissance sur les lignes électriques;
- Importantes chutes de tension sur les lignes électriques;
- Le surdimensionnement des générateurs, des lignes électriques et des transformateurs.
En conclusion, l’énergie réactive est un type d’énergie électrique qui ne contribue pas au travail réel effectué par les appareils électriques. En d’autres termes, l’énergie réactive est un type d’énergie qui est utilisé mais qui n’est pas converti en énergie utile.
Ainsi on comprend l’importance d’améliorer (et donc d’augmenter) le facteur de puissance.
COMMENT L’ÉNERGIE RÉACTIVE AFFECTE-T-ELLE LES FACTURES D’ÉLECTRICITÉ ?
Pour limiter les problèmes causés par l’énergie réactive, les compagnies d’électricité facturent à leurs clients un tarif pour l’énergie réactive utilisée. Ce tarif est calculé en fonction de la quantité d’énergie réactive utilisée par rapport à la quantité totale d’énergie consommée. En d’autres termes, plus vous consommez d’énergie réactive, plus votre facture d’électricité sera élevée.
COMMENT RÉDUIRE L’ÉNERGIE RÉACTIVE UTILISÉE ?
Il existe plusieurs façons de réduire l’énergie réactive utilisée. Vous pouvez par exemple utiliser des appareils qui consomment moins d’énergie réactive, tels que des moteurs électriques à haut rendement.
La solution techniquement et toujours rentable consiste à installer un système de compensation de phase, c’est-à -dire une série de batteries de condensateurs qui compensent la quantité d’énergie réactive utilisée.
SYSTÈMES DE CORRECTION DU FACTEUR DE PUISSANCE
Les systèmes de correction du facteur de puissance, au moyen de batteries de condensateurs, fournissent l’énergie réactive nécessaire à la charge sans la prélever sur le réseau.
Outre la réduction/élimination des pénalités sur la facture, les avantages technico-économiques de l’installation d’une batterie de condensateurs sont les suivants
- Diminution des pertes dans les lignes et les transformateurs en raison de la baisse du courant absorbé.
- Réduction des chutes de tension dans les lignes.
- Optimisation du dimensionnement du système.
Le rephasage d’une installation électrique industrielle correctement dimensionnée représente l’intervention technologique dont le temps de retour sur investissement est le plus faible. En général, la correction du facteur de puissance d’une installation de production est amortie en quelques mois.
En fonction des consommateurs électriques présents dans l’installation (cycle de service, puissance, facteur de puissance), de la topologie (radiale, en anneau, etc.) et de la taille de l’installation elle-même, une fois que le besoin de correction du facteur de puissance a été calculé, une décision sera prise sur la manière d’intervenir dans l’installation.
Les méthodes les plus courantes sont la correction du facteur de puissance distribuée (chaque service public est équipé de sa propre unité de correction du facteur de puissance, généralement fixe) et la correction du facteur de puissance centralisée (une seule unité de correction automatique du facteur de puissance est installée pour l’ensemble du système). Il est alors possible de réaliser des solutions « mixtes » en fonction des particularités du système.
Les systèmes de correction du facteur de puissance standard sont utilisés dans les systèmes ne présentant pas de courants fortement déformés ni de problèmes de résonance. Dans les cas où un courant avec un contenu harmonique élevé (THD) et/ou la présence d’un risque élevé de résonance avec le transformateur MT/BT circule dans le système électrique, des systèmes de correction du facteur de puissance avec des inductances de blocage sont utilisés. Dans ces cas, en effet, l’installation d’un système de correction du facteur de puissance sans inductances de blocage de bus peut entraîner une dégradation rapide des condensateurs et provoquer des contraintes électriques et mécaniques dangereuses dans les composants de puissance du système. Les inductances de blocage protègent les condensateurs contre les harmoniques et excluent le risque de résonances, mais ne modifient pas le contenu harmonique du courant du système.
Pour plus d’informations sur nos systèmes de correction du facteur de puissance.
