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Batteries de condensateurs


Les batteries de condensateurs

Depuis des décennies, le monde industriel utilise des systèmes de condensateurs afin de réguler leur réseau éléctrique.
La consommation éléctrique fait appel à des puissances et donc à des coûts considérables. Ces coûts repésentant un élément de leur compétitivité, les industriels ont toujours un intérêt stratégique à les réduire.
La Batterie de condensateurs adapte cette technologie au monde des professionnels.
Batterie de condensateur

Compensation de l'énergie réactive

Les équipements de compensation (Batteries de condensateurs) permettent de diminuer la consommation d'énergie réactive afin de réaliser des économies sur les factures d'électricité et d'optimiser le dimensionnement des équipements électriques.

Qu'est ce que l'énergies réactive?

Les réseaux électriques à courant altérnatif fournissent l'énergie apparente qui correspond à la puissance apparente ou (puissance appelée). Cette énergie se décompose en deux formes d'énergie:

  • L'énergie active, transformée en énergie mécanique (travail), et en chaleur (pertes),

  • l'énergie réactive, utilisée pour créer des champs magnétiques.

Les consommateurs d'énergie réactive sont les moteurs asynchrones, les transformateurs, les inductances (ballasts de tubes fluorescents) et convertisseurs statiques (redresseurs).

Principe de compensation

On compense la consommation d'énergie réactive (due à la présence de moteurs électriques, de vieux ballasts électro-magnétiques de luminaires fluorescents, ...) par l'utilisation de condensateurs qui "redressent" le cos Phi afin qu'il soit supérieur à 0,9. Un mauvais cos (< 0,9) nécessite aussi de renforcer les équipements électriques de protection et de distribution.

Définition du cos phi

Le cos phi ou le Facteur de puissance est le quotient de la puissance active consommée et de la puissance apparente fournie. Un facteur de puissance proche de 1 indique une faible consommation d'énergie réactive et optimise le fonctionnement d'une installation.
Les représentations graphiques

Calcul de la puissance des condensateurs de compensation

Sur une installation de puissance réactive Q, et de puissance apparente S, on installe une batterie de condensateurs de puissance Qc.

  • La puissance réactive passe de Q à Q' : Q' = Q - Qc,

  • La puissance apparente passe de S à S'.

La puissance apparente après compensation S' est donc diminuée.
La capacité des condensateurs se calcule par : Qc = 3 . U². C . w

Principe de Fonctionnement Principe de Fonctionnement

Avantages de l'amélioration du facteur de puissance cos phi

Cette amélioration présente de nombreux avantages :

  • Diminution de la facture d'électricité en évitant la consommation d'énergie réactive au delà de la franchise allouée par le distributeur (40% de l'énergie active consommée) pour les abonnés au tarif vert (S > 250kVA),

  • Réduction de la puissance souscrite pour les abonnés au tarif jaune (36kVA < S < 250kVA)

  • Diminution de la section des câbles,

  • Diminution des pertes en ligne,

  • Réduction de la chute de tension,

  • Augmentation de la puissance disponible du transformateur.

Exemple par analogie

Dans ce qui suit nous allons reprendre l'analogie du tandem développée par Bruno De Wachter, dont le PDF est disponible ici.

Nous pouvons représenter le système électrique par un tandem (voir illustration ci-dessous)

Analogie du tandem

Les personnages en rouge, qui pédalent, fournissent l’énergie créatrice de mouvement pour l’ensemble. Elles représentent les centrales de production de l’énergie électrique.

Les personnages en bleu représentent les charges, soit les consommateurs d'énergie . La chaîne reliant tous les éléments du système est l’équivalent du réseau de transport de l’électricité.

La puissance réactive et sa compensation

La puissance réactive concerne les charges inductives. C’est par exemple le cas des bobines excitatrices des moteurs électriques, les ballasts des éclairages fluorescents, et certains types de chauffage électrique.
Une charge inductive, peut être représentée par un personage bleu qui se pencherait sur un des côté du tandem (voir figure ci-dessous)

Charge inductive Charge Compensée

Il ne change pas de poids (=charge normale) et, de ce fait, n’a d’incidence ni sur la tension de la chaîne (niveau de tension sur le réseau) ni sur la vitesse du tandem (fréquence sur le réseau), mais si le phénomène n’est pas compensé, le tandem peut tomber. Il convient donc qu’un personnage rouge se penche de l’autre côté (une centrale de production doit fournir la puissance réactive, caractérisée par le même décalage entre les formes d’onde que pour la charge).

Pour s’affranchir de ces conséquences, les charges fortement inductives sont en général compensées au voisinage des sources. Cette compensation est réalisée à l’aide de charges capacitives, plus précisément par des batteries de condensateurs.

Les prévisions des coûts de l'électricité annoncent une hausse des tarifs de 50% à l'horizon 2020

Hausse des tarifs de l'électricité à l'horizon 2020

  • 40% des professionnels, trouvent les tarifs de l'électricité trop chers!

  • l'électricité est le poste budgétaire le plus important pour les entreprises, 63% contre 60% pour l'essence, 30% pour le gaz et 28% pour l'eau (Source IFOP.)


  • En tant que professionnel vous souscrivez aux tarifs : bleu pro, jaune ou vert d'EDF. Le tarif bleu pro n'est pas concerné par les batteries de condensateurs, l'intérêt d'une batterie de condensateurs n'est valable que pour les tarifs jaune et vert d'EDF

    Votre facture actuelle

    Le tarif jaune EDF

    Le Tarif Jaune est destiné aux entreprises possédant un compteur dont la puissance se situe entre 36 et 250 kVA.

    Le tarif vert EDF

    Le Tarif Vert s'adresse aux entreprises grosses consommatrices d'électricité et possédant un compteur dont la puissance souscrite est supérieure à 250 kVA.

    Quel intérêt pour les tarifs jaunes?

    En stockant l'énergie réactive et en la restituant à la demande, les batteries de condensateurs permettent à l'abonné :

    • Soit de diminuer la puissance souscrite et d'optimiser le contrat d'électricité,

    • soit de disposer d'une puissance active supplémentaire sans modifier son contrat.

    • voir ci-dessous.

      Optimiser le contrat en diminuant la puissance souscrite Disposer d'une puissance additionnelle sans modifier son contrat

      Quel intérêt pour les tarifs verts?

      Pour le tarif vert, EDF distingue le montant à payer pour l'énergie active de l'énergie réactive. Il facture directement l'énergie réactive pour la période du 1er novembre au 31 mars inclus pendant les heures pleines et les heures creuses. Pour supprimer ce coût il faut donc installer des condensateurs afin de produire vous-même l'énergie réactive dont vous avez besoin.

      Exemple facture tarif vert

      Aussi l'installation de batteries de condensateurs pour les abonnés au tarif vert permettra de:

      • Ne plus payer les pénalités liées à l'énergie réactive,

      • Faire des économies sur sa facture d'énergie EDF,

      • Conserver une réserve de puissance,

      • Optimiser la puissance de son transformateur,

      • Economiser son installation: moins d'effet Joule, moins d'intensité dans les câbles et disjoncteurs.

Choix du type de compensation

L'intérêt économique de la compensation est mesuré en comparant le coût d’installation des batteries de condensateurs aux économies qu’elle procure. Le coût des batteries de condensateurs dépend de plusieurs paramètres dont :

  • La puissance installée,

  • Le niveau de tension,

  • Le fractionnement en gradins,

  • Le mode de commande,

  • Le niveau de qualité de la protection.

  • Choix de la localisation

    • Compensation globale: La batterie est raccordée en tête d’installation et assure la compensation pour l’ensemble des charges. Elle convient lorsqu'on cherche essentiellement à supprimer les pénalités et soulager le poste de transformation,

    • Compensation locale ou par secteurs: La batterie est installée en tête du secteur d'installation à compenser. Elle convient lorsque l'installation est étendue et comporte des ateliers dont les régimes de charge sont différents,

    • Compensation individuelle La batterie est raccordée directement aux bornes de chaque récepteur inductif (moteur en particulier). Elle est à envisager lorsque la puissance du moteur est importante par rapport à la puissance souscrite. Cette compensation est techniquement idéale puisqu’elle produit l’énergie réactive à l'endroit même où elle est consommée, et en quantité ajustée à la demande.

    • Choix du type de compensation

      • Compensation fixe: On met en service l'ensemble de la batterie, dans un fonctionnement "tout ou rien". La mise en service peut être manuelle (par disjoncteur ou interrupteur), semi-automatique (par contacteur), asservie aux bornes des moteurs. Ce type de compensation est utilisé lorsque la puissance réactive est faible (<15 % de la puissance du transformateur) et la charge relativement stable,

      • Compensation automatique ou en "gradins": La batterie de condensateurs est fractionnée en gradins, avec possibilité de mettre en service plus ou moins de gradins, en général de façon automatique. Ce type de batterie est installé en tête de la distribution BT ou d'un secteur important. Elle permet une régulation pas à pas de l’énergie réactive. L’enclenchement et le déclenchement des gradins est piloté par un relais varmétrique.

      • Choix du type de compensation

Dimensionnement des batteries de condensateurs

Afin de compenser l'énergie réactive de façon optimale et de proposer le meilleur service à nos clients, il nous est obligatoire de bien dimensionner nos installations, en tenant compte des phénomènes transitoires et des perturbations. les sites d'installations étant divers et variés, nous calculons la puissance des condensateurs selon 4 principes:

  • CALCUL À PARTIR DES FACTURES D'ÉLECTRICITÉ (exemple tarif vert)

  • Calcul à partir de la facture tarif vert

  • CALCUL À PARTIR DES ÉLÉMENTS DE MESURE RELEVÉS AU SECONDAIRE DU TRANSFORMATEUR HT/BT : PkW - COS PHI

  • CALCUL POUR LES INSTALLATIONS FUTURES: Dans le cadre d'installations futures, il est fréquent que la compensation soit souhaitée dès la mise en service. Dans ce cas, le calcul de la batterie par les moyens traditionnels (factures EDF ou mesures sur site) est impossible. Pour ce type d'installation, il est conseillé d'installer une batterie condensateur égale à environ 25 % de la puissance nominale du transformateur HT / BT correspondant.

  • CALCUL POUR LES PRODUCTEURS AUTONOMES (MICRO-CENTRALES): Pour ce type d'installation, le producteur autonome doit fournir à E.D.F. une quantité d'énergie réactive égale au minimum à 40 % de sa production d'énergie active pendant les heures pleines et pointe d'HIVER. Dans ce cas, le calcul de la batterie condensateur devra prendre en compte : • la consommation réactive en charge de la génératrice • la consommation réactive en charge du transformateur BT / HT (s'il existe) • l'énergie réactive à fournir égale à 40 % de l'énergie active produite.


  • Installation des batteries de condensateurs

    Après dimensionnement et validation du client l'installation des batteries de condensateurs s'effectue au sein d'un local technique pré-défini lors de la visite technique. L'installation et la mise sous tension est effectuée par un électricien Miles Consulting. L'installation prend en compte les points suivants:

    • La vérification des réglages des protections et le raccordement des câbles de puisssance,

    • La vérification du positionnement du T.C,

    • La ventilation:Installer la batterie de condensateurs dans un local bien ventilé , la température maxi : 40° C et moyenne sur 24 h : 35°C

    • La mise sous tention.

    • Miles Consulting, propose un contrat d'entretient pour les opérations de contrôle ou d'entretient du matériel.

Nos offres et tarifs

Batteries de condensateurs

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Miles Consulting, vous équipe en batteries de condensateurs et vous assure l'entretient de votre batteries
  • Visite technique du site
  • Dimensionnement de la batterie de condensateurs et des équipements de protection et de raccordement
  • Installation de la batterie de condensateurs par un professionnel
  • Fourniture d’un rapport d’étude complet
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  • Suivi personnalisé et entretient de votre matériel

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