Efficacité énergétique électrique

On entend par efficacité énergétique électrique la réduction des puissances et des énergies demandées au système électrique sans que cela n’affecte les activités normales réalisées dans les immeubles, industries ou dans tout processus de transformation.

En outre, une installation électriquement efficace permet son optimisation technique et économique. Autrement dit, la réduction de ses coûts techniques et économiques d’exploitation.

En définitive, une étude d’épargne et d’efficacité énergétique comporte trois points essentiels :

• Contribuer à la durabilité du système et de l’environnement moyennant la réduction d’émissions de CO₂ en réduisant la demande d’énergie.
• Améliorer la gestion technique des installations en augmentant leur rendement et en évitant les arrêts de processus et de pannes.
• Réduction, tant du coût économique de l’énergie que de l’exploitation des installations.

D’un point de vue technique, pour la réalisation d’une installation électrique efficace, quatre points essentiels sont visés:

• Gestion et optimisation de la souscription
• Gestion interne de l’énergie à travers des systèmes de mesure et de supervision
• Gestion de la demande
• Améliorations de la productivité à travers le contrôle et l’élimination des perturbations

Une fois que les quatre points essentiels ont été expliqués, une série de questions se pose pour chacun d’entre eux. Celles-ci prétendent identifier les objectifs à travailler pour avoir une installation électriquement efficace.

Gestion et optimisation de l’abonnement

Votre abonnement électrique est-il le plus approprié à vos besoins ?
Savez-vous qu’une mauvaise qualité d’onde électrique peut affecter vos processus productifs ?

Mesure

Êtes-vous conscient de comment, quand et où vous consommez de l’énergie ?
Êtes-vous sûr que toute l’énergie que vous consommez est nécessaire ?

Gestion de la demande

Pouvez-vous réduire vos consommations d’énergie électrique sans affecter les processus ou activités réalisées ?
Une amélioration du rendement des installations est-elle possible ?

Amélioration de la productivité

Existe-t-il une façon d’éviter les arrêts et les pannes de vos équipements électriques ?
Pouvez-vous alors améliorer la productivité de vos processus ?

Le premier pas à faire dans un processus d’efficacité énergétique électrique est le diagnostic et l’audit de l’énergie électrique. On y procédera à prendre et à interpréter les mesures de puissance et d’énergie, ainsi que toutes les variables nécessaires pour la prise de décisions ultérieure.

Pour ce faire, il existe deux points clés à prendre en compte :

• Que prétend-on obtenir des mesures
• Quels points de mesure sont les plus aptes

Néanmoins, il y a deux formes de réaliser l’audit, qui dépend de l’installation objet de l’étude :

Installations sans système de mesure et de supervision

Dans ce cas, il faut réaliser unecampagne de mesures à travers des équipements portables de mesure. Ces équipements permettent le stockage, dans leur mémoire, de toutes les variables sélectionnées (puissances, énergies, THD, courant, etc.).

On réalise autant de mesures que les points qui ont été considérés critiques ou nécessaires.

En fonction du type de processus, la durée de chacune des mesures est définie afin qu’elle soit représentative de l’état du point mesuré. Les équipements portables de mesure apportent une grande souplesse mais, en revanche, ils ne permettent pas la réalisation d’un suivi de la consommation d’énergie une fois que les décisions opportunes ont été prises.

Il est conseillé d’examiner les points où les mesures ont été réalisées pour l’installation postérieure d’un équipement de mesure fixe et communiqué avec un logiciel de supervision et de contrôle PowerStudio Scada. Dans ce cas, l’équipement de mesure portable réalise une fonction de support dans tous les endroits où l’on ne mesure pas avec des équipements fixes.

Installations avec un système de mesure et supervisión PowerStudio Scada

Obtention de l’information du système de mesure et de supervision PowerStudio Scada existant dans l’installation, à travers les données stockées dans les historiques.
De cette façon, outre la rapidité dans l’obtention de l’information, il est possible de réaliser, postérieurement, un suivi des variables critiques

Schéma général d’un projet d’efficacité énergétique électrique

L’intégration des équipements d’électronique de puissance est une réalité pour les avantages qu’ils présentent au niveau de l’épargne énergétique et de la facilité de réglage, autrement dit, le confort.

Entre ces équipements, il faut distinguer tous ceux qui règlent ou convertissent un type de magnitude électrique, comme SAI, variateurs de vitesse, démarreurs, dimmers, etc., outre les ordinateurs.

Mais l’utilisation de ces équipements, avec tous leurs avantages énergétiques, comporte la génération tant de fuites à la terre que de mauvaise qualité d’onde. Autrement dit, les courants harmoniques et à hautes fréquences.

Néanmoins, il est important de faire la distinction entre la qualité d’alimentation électrique et la qualité d’onde, ce qui permet de connaître l’origine des perturbations.

• Le premier concept se réfère à la façon dont la compagnie de distribution délivre la tension (interruptions, creux, surtensions, etc.).
• Le deuxième concept, qualité d’onde, se réfère à comment l’utilisateur utilise le courant qui, postérieurement, affecte la tension. C’est à ce titre qu’apparaissent les problèmes dérivés de courants harmoniques et à hautes fréquences, générés par les équipements susmentionnés.

Comme commenté ci-dessus, une installation efficace, outre la réduction de la consommation électrique, comporte une réduction des coûts d’exploitation de l’installation.
Pour en faciliter la compréhension, chacun d’entre eux est expliqué en détail.

Coûts techniques

Quels sont-ils:
On entend comme coût technique la perte de capacité de transport et de distribution, ainsi que les échauffements (pertes par effet Joule), perturbations et chutes de tension dans les installations et systèmes électriques.

Qui les produit:
Les causes responsables de cette saturation des installations sont les suivantes:

• Pointes de demande maximale d’énergie
• Existence de puissance réactive
• Existence de courants harmoniques
• Lignes avec des charges déséquilibrées
• Utilisation de récepteurs non efficaces

Comment se réduisent-ils:
La réduction des coûts techniques est réalisée à travers:

• Compensation de l’énergie réactive
• Filtrage d’harmoniques
• Équilibrage des phases
• Amortissement des pointes de demande maximale et, dans la mesure du possible, leur relocalisation
• Utilisation de récepteurs efficaces

Qu’apporte l’amélioration des coûts techniques:

• Consommation inférieure d’énergie
• Plus grand rendement des installations grâce à une meilleure mise à profit des lignes de distribution et des transformateurs
• Réduction des pertes et des échauffements sur les lignes et équipements
• Réduction du nombre de pannes
• Continuité du service électrique
• Réduction des coûts économiques d’exploitation

Coûts économiques

Quels sont-ils:

Ceux qui sont propres à une facture non optimisée et le montant résultant des coûts techniques générés. Ils peuvent être classés en deux types:

• Coûts visibles
• Coûts occultes

1- Coûts visibles

Ceux qui sont déduits de l’interprétation de la facture électrique:

• Puissance souscrite non adéquate
• Tarif électrique non adéquat
• Consommation horaire d’énergie
• Pointes de demande
• Consommation d’énergie réactive

Comment se réduisent-ils
À travers une étude de la facture électrique, il est possible de définir les actions appropriées pour réduire le coût global.

• Réglage de puissance souscrite et, s’il y a lieu, changement de tarif. Cette action ne présente pratiquement aucun coût. Néanmoins, avant de réaliser un réajustement de la puissance souscrite ou de tarif, il est recommandé d’étudier les processus et les consommations d’énergie pour voir si la demande est adaptée aux besoins réels.
• Élimination de la majoration ou du coût de l’énergie réactive à travers sa compensation. Pour ce faire, une batterie de condensateurs est installée qui, dans la majeure partie des cas, est amortie au bout de quelques mois de son montage.
• Amortissement des pointes de demande maximale. Il consiste à ne pas dépasser le maximum de puissance permissible par la compagnie de distribution et, lorsque cela sera possible, relocaliser les charges aux moments où la demande d’énergie sera inférieure.

2- Coûts occultes

Quels sont-ils
– Toute consommation d’énergie qui n’est pas nécessaire. Le coût représenté, en termes de puissance, comme d’énergie, de toutes les consommations qui ne sont pas réellement nécessaires ou dont on peut se passer durant un certain temps.
– Toutes celles qui ont leur origine dans les coûts techniques et dans l’utilisation de récepteurs qui génèrent des perturbations. Celles-ci, bien que non évidentes, peuvent représenter une dépense importante pour l’entreprise. Elles sont divisées, à leur tour, en deux types:

• Coûts en installations électriques
  • Agrandissement des installations comme suite à :
    • Surcharge des lignes
    • Surcharge des transformateurs
  • Pertes économiques par effet Joule dans la distribution. Ce titre est particulièrement important dans la distribution électrique et dans les industries avec de grandes distances de lignes.
  • Pannes sur les machines (moteurs, transformateurs, variateurs de vitesse, etc.) et équipements de contrôle (ordinateurs, PLC).
• Coûts dans les processus productifs
  • Arrêts des installations
  • Pertes de produit non fini
  • Coûts supplémentaires des heures de main d’œuvre

Comment se réduisent-ils

• En réalisant une étude d’efficacité de l’entreprise ou industrie.
• À travers la correction des coûts techniques détaillés au point précédent.

Qu’apporte l’amélioration des coûts économiques visibles et occultes

• Moins de consommation d’énergie
• Diminution de la facture électrique
• Le non-besoin d’investir dans des installations pour manque de capacité, par le fait d’un mauvais rendement
• Amélioration de la productivité grâce à un nombre inférieur de pannes et d’arrêts

Coûts écologiques

Quels sont-ils
Les émissions de CO2 produites par la consommation d’énergie inutile ou dont on peut se passer.
Pour donner une idée de sa magnitude, 1 MW·h généré par des énergies fossiles comporte une émission d’1 tonne de CO2. Si nous parlons d’énergie électrique mixte générée par des énergies primaires fossiles et renouvelables, la proportion est d’environ 0,6 tonnes de CO2 pour tout les MW·h.

Comment se réduisent-ils

Par une approche générale de la consommation d’énergie globale d’une industrie ou entreprise.

Par conséquent, elle est associée à un audit préalable qui détermine les points suivants:

• Habitudes de consommation d’énergie
• État des installations
• Installation des équipements qui permettent le contrôle et la supervision de la consommation énergétique des installations
• Consommation d’énergie pour chaque installation ou zone de travail
• Quelles consommations d’énergie peuvent être diminuées
• Quels récepteurs doivent être remplacés par d’autres plus efficaces

Qu’apporte l’amélioration des coûts écologiques

• Réduction des émissions de gaz à effet de serre
• Diminution des coûts techniques et économiques

Legislación

Europa

• Energy Efficiency
• Energy Efficiency Directive
• Buildings
• European Union – Energy
• Research & Innovation
• EU Energy Efficiency Plan

España

• Codigo Técnico de la Edificación
• RITE. Reglamento de instalaciones térmicas de los edificios
• Certificación energética de edificios
• Plan de Eficiencia Energética IDAE (E4)