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Energie et puissance réactive : un poste d’économies

L’énergie électrique est distribuée sous forme de courant alternatif par les réseaux de distribution en haute, moyenne et basse tension aux clients d’ENGIE. L’énergie consommée est composée d’une partie “active”, convertie en chaleur ou mouvement, et d’une partie “réactive” utilisée par les équipements électriques composés de circuits magnétiques. La consommation excessive d’énergie “réactive” surcharge les réseaux et les transformateurs.

C’est ainsi que, pour les sites clients concernés, les distributeurs facturent la fourniture d’énergie “réactive” afin d’inciter les clients à compenser leurs installations.

Energie réactive : sites clients concernés

Les clients raccordés en HT sont concernés par la facturation de l’énergie réactive suivant un seuil défini par les distributeurs. La période apparaît entre le 1er novembre et le 31 mars (tous les jours sauf le dimanche de 6h00 à 22h00) avec les modalités de facturations via le TURPE (Tarif d’Utilisation des Réseaux Publics d’Electricité). La facture prend en compte les quantités d’énergie réactive consommées (en pointe ou en base) supérieures de 40% au volume d’énergie active vraiment consommée par les process de l’utilisateur. La facturation de l’énergie réactive apparaît sur votre facture dans une partie dédiée.

En revanche, pour les clients raccordés en basse tension, les factures ne comportent pas de référence à l’énergie réactive.

Comprendre l’énergie et la puissance réactive

Les machines électriques utilisant le courant alternatif (moteurs, transformateurs, éclairage, etc.) mettent en jeu deux types d’énergie.

L’énergie active consommée représente la puissance mécanique (travail) et les pertes (chaleur). L’énergie réactive consommée représente l’énergie utilisée par les circuits magnétiques des machines électriques.

L’énergie électrique livrée par les gestionnaires de réseau d’électricité est ainsi composée de puissance active (qui est utilisée par les moteurs et pour la chaleur), et de puissance réactive transformée par les machines électriques pour créer leurs propres champs électromagnétiques.

Or la circulation de la puissance réactive sur les réseaux entraîne, du fait d’un courant appelé plus important, un échauffement des câbles d’alimentation, des pertes supplémentaires, des chutes de tension importantes, des surcharges au niveau des transformateurs, et contraint à un surdimensionnement des installations.

C’est pourquoi les gestionnaires de réseau facturent cette énergie et puissance réactive qui impacte leurs lignes.

Donc, la facture des utilisateurs inclut une partie « active » nécessaire à ses process et une partie « réactive ».

Les sources principales d’énergie réactive

Les principaux consommateurs d’énergie réactive dans l’industrie sont :

  • les moteurs asynchrones ordinaires,
  • les fours à induction et à arc,
  • les machines à souder,
  • les transformateurs,
  • les lampes à ballast magnétique à fluorescence ou à décharge.

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Compenser l’énergie et la puissance réactive = économies

Au plus la puissance réactive est importante, pour une même puissance active, au plus il faut fournir de courant. Cette énergie réactive peut cependant être compensée par des dispositifs appropriés, réduisant ainsi l’énergie totale soutirée au réseau.

ENGIE Entreprises et Collectivités propose une offre spécifique pour compenser l’énergie réactive. En commençant par du conseil dès la lecture de la facture, en passant par l’étude des process en jeu et en terminant par la solution adaptée aux besoins du client.

Compenser l’énergie et la puissance réactive permet d’économiser en réduisant la facture et les pertes d’énergies. Compenser l’énergie et la puissance réactive permet aussi de disposer d’une puissance supplémentaire par rapport à la puissance souscrite.

Comment compenser l’énergie réactive ?

Pour éviter que l’énergie réactive ne soit appelée sur le réseau, il faut la compenser au plus près des sources de production. Pour ce faire, on utilise des condensateurs, en général installés en batterie.

Aspect économique de la compensation

L’intérêt de la compensation est lié au coût d’installation des batteries de condensateurs par rapport à l’économie réalisée.

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Le choix est donc lié à la puissance installée, au niveau de tension, au dispositif de batterie en gradins, au mode de commande et enfin au niveau de qualité de la protection désirée. Compenser l’énergie réactive est en général une solution pour des entreprises ayant d’importantes factures d’électricité. Le retour sur investissement est assez rapide, de l’ordre de 2 à 3 ans ; les pénalités sont éliminées, rentabilisant l’investissement, puis réduisant la facture durablement.

Votre interlocuteur ENGIE Entreprises et Collectivités saura vous conseiller au mieux pour adopter la solution la plus appropriée à vos besoins.

Opter pour une solution de compensation donne en effet la possibilité d’annuler les pénalités liées à l’énergie réactive pendant la période hivernale. En outre, si la compensation s’effectue directement au niveau du transformateur, le rendement sera meilleur et sa durée de vie est ainsi prolongée.

Tournez vous vers votre interlocuteur ENGIE habituel afin d’optimiser cette solution.

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Où localiser la batterie de condensateurs ?

Pour une compensation globale, la batterie est raccordée en tête d’installation et garantit la compensation pour l’ensemble des charges. C’est LA solution la plus courante utilisée pour éliminer les pénalités imposées par le gestionnaire de réseau. Une solution qui permet aussi de soulager le poste de transformation.

Pour une compensation locale ou par secteurs, la batterie est implantée au niveau du groupe d’installations à compenser. Lorsque l’installation est étendue et comporte des ateliers avec des régimes de charge différents, c’est la solution préconisée.

La compensation individuelle constitue la solution idéale techniquement pour les gros consommateurs, l’énergie réactive étant produite là où elle est consommée, et en fonction de la demande.

Choix de la compensation, deux options possibles :

Une compensation dite fixe
La batterie de condensateurs peut-être activée manuellement (disjoncteur, interrupteur), ou par un contacteur (semi-automatique, voire asservie aux bornes des moteurs). La compensation fixe est souvent réservée à des applications où la puissance réactive est faible (moins de 15% de la puissance du transformateur) et la charge assez stable.

Une compensation automatique, dite « en gradins »
La batterie de condensateurs est activable par paliers, plus ou moins de « gradins » étant démarrés de manière automatique. Ces batteries sont en général installées juste avant le réseau de distribution ou avant un secteur du site. Le déclenchement des gradins est intégralement piloté par un régulateur varmétrique en fonction de la puissance réactive.

Attention aux « harmoniques »
Les condensateurs sont sensibles aux courants harmoniques qui sont issus des équipements faisant appel à l’électronique de puissance (variateurs de vitesse, redresseurs, onduleurs, etc.). Un filtre d’harmonique est donc parfois nécessaire.

Pour toutes vos questions, faites appel à ENGIE Entreprises et Collectivités, votre fournisseur expert en énergie, c’est aussi ça « Etre un partenaire à vos côtés ! »

Pour aller plus loin

L’énergie active consommée s’exprime en kWh. Elle résulte de la puissance active (en kW). L’énergie réactive consommée s’exprime en kVArh (kilo-volt-ampère-réactif). Le courant réactif étant déphasé de 90° par rapport au courant actif, l’énergie apparente est ainsi la somme vectorielle des deux énergies. Elle s’exprime en kVAh. Comme c’est une somme vectorielle, elle dépend de l’angle avec la puissance active.

C’est le cosinus de cet angle qui va définir l’impact de la partie réactive de la consommation. C’est également cet angle qui sert à facturer les dépassements, mais le gestionnaire de réseau s’appuie, lui, sur la tangente de l’angle.

En résumé, plus la tangente est élevée, ou le cos est faible, plus il faut compenser l’énergie et la puissance réactive de l’équipement.