DGO4_Article FAQ "Cos phi et pointes quart

FACILITATEUR URE PROCESS
Utilisation Rationnelle de l’Energie
Questions :
1 ) Qu’est-ce que le cos (cosinus phi)
2 ) Qu’est que la pointe quart-horaire
3 ) Quel est l’impact du cos phi et des pointes quart-horaire dans les factures d’électricité ?
4 ) Comment améliorer le cos φ et réduire les pointes quart horaires ?
Réponses :
1) le cos φ est un indicateur du déphasage entre le courant tiré au réseau et la tension.
En alternatif, il existe trois types de récepteur (éléments consommateurs d’électricité) :
des résistances, des inductances (bobinages) , des capacitances (condensateurs).
Seule la résistance va développer de la puissance ! Les inductances et les capacitances ne développent pas de
puissance mais doivent être fournies et distribuées par le réseau public.
Les inductances (bobinage de moteur, ballast ferromagnétique, transformateurs) et les condensateurs induisent
respectivement un déphasage φ en retard de 90° et avance de 90°du courant par rapport à la tension.
Ces déphasages introduisent une puissance réactive : Q = U x I x sin φ qui s'exprime en kVAr (kilo voltampère-réactif). L’énergie réactive consommée Q = P X nbre d’heures de consommation s’exprime en kVArh
L’angle total de déphasage se calcule de la manière suivante :
Tang phi = (énergie inductive [kVArh] + énergie capacitive [kVArh]) / énergie active [kWh]
énergie active = conso heures pleines + conso heures creuses
Cos phi = cos (inv Tang phi)
Cette puissance réactive (inductive ou capacitive) engendre un surdimensionnement des centrales électriques, des
lignes de transport, des câbles de distribution et des transformateurs et est donc facturée.
2) La pointe quart-horaire est l’intégration de puissance tirée au réseau pendant le quart
d’heure de consommation maximale d’électricité et ce durant le mois de facturation.
Un client A qui consomme 1 000 kWh, à raison de 1 000 kW durant 1 heure, sera plus difficile à satisfaire que le
client B qui consomme 1 000 kWh à raison d'1 kW durant 1 000 heures : en effet le courant délivré pour A est
1000 fois plus important que celui délivré pour B.
Dans la tarification Haute Tension, le producteur, le transporteur et le distributeur d’électricité souhaitent
rémunérer l'investissement matériel qu'ils ont consenti pour fournir à leur client l'énergie demandée.
Le distributeur va intégrer sur une période de 15 minutes la puissance appelée par l'installation durant le
mois de facturation, pour lui en imputer le coût.
Le compteur électrique va enregistrer les consommations tous les 1/4 d'heures. En divisant l'énergie consommée
par le temps écoulé (15 minutes), il va déterminer la puissance moyenne appelée durant ce 1/4 d'heure.
C'est le maximum de ces puissances moyennes
qui servira de base à la facturation.
kW = kWh max en 15 minutes / 15 minutes
3a ) Le cos φ est pris en compte dans les factures des clients reliés en haute tension.
Un cos φ < 0,9 sera pénalisé par certains opérateurs par un surcoût de distribution
pour consommation réactive
Si l’opérateur tient compte du cos φ dégradé (< 0,9).et si la consommation d'énergie réactive est > 50 %
de la consommation active, le surcoût sera fixé par le distributeur (GRD) et intégré dans le coût de distribution.
NB :
Chaque distributeur a son prix pour le kVarh et donc le supplément est propre à chaque distributeur..
Le surcoût (pénalité) est généralement indiqué dans la section « paramètres » en bas de la facture mensuelle.
Tous les opérateurs ne tiennent pas compte du cos φ dégradé (< 0,9).
3b ) La puissance quart-horaire va influencer les coûts de production, de transport et de
distribution de l’électricité pour les clients reliés en haute tension
Nb : Certaines factures mensuelles (de type « transparent) peuvent comporter un champ indiquant le coût de la
puissance quart-horaire peut être facturée directement (qqs € /kW).
Chaque mois la pointe quart-horaire maximale des 12 derniers mois roulants est retenue pour
calculer les coûts mensuels de production, de transport et de distribution de l’électricité.
Dès lors, une brève surconsommation (pendant 1/4h) peut être pénalisante pendant toute
l’année.
4a ) Le cos φ peut être amélioré :
-
en plaçant en parallèle sur le réseau électrique interne (réseau BT) une batterie de
condensateurs (*) ou un système électronique de compensation.
en remplaçant les moteurs d’ancienne génération par des moteurs à plus grande
efficacité énergétique (qui offre moins de réactance)
en ajoutant aux moteurs des variateurs électroniques de vitesse
en remplaçant les luminaires à tubes fluorescent et ballasts ferromagnétiques par des
luminaires à ballasts électroniques
(*) :
La consommation réactive due à la composante capacitive est aussi prise en compte pour le calcul du cos φ.
Si une batterie fixe de condensateurs a été dimensionnée et mise en place pour compenser la puissance
réactive de tout le parc de moteurs, et que bon nombre de ces moteurs sont mis hors service, cette batterie va
induire une puissance réactive capacitive non négligeable qui pourrait dégrader le cos φ au point d’être
pénalisé !.
4b ) Les pointes quart-horaires peuvent être réduites en lissant le profil de consommation :
-
en étageant dans le temps l'allumage de certains équipements de grande puissance
(moteurs, luminaires, fours électriques, …
-
en limitant le courant de démarrage des moteurs de forte puissance par des VEV
(variateurs électroniques de vitesse)
NB : en général, le quart d’heure où la consommation est la plus intense est le premier quart d’heure de la journée de
travail où une bonne partie des installations est démarrée en même temps. Parmi les dispositifs qui consomment
beaucoup au démarrage, nous pouvons citer les gros moteurs électriques, les fours électriques, les groupes
frigorifiques, l’éclairage de grands espaces (ou de vastes plateaux tertiaires). Il faut donc éviter d’allumer tous ces
éléments en même temps.
Auteur de la FAQ :
Philippe Smekens (facilitateur URE process – Email : [email protected]
Plus d’info :
www.energieplus‐lesite.be
www.cwape.be
www.monenergie.be
www.creg.be