D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
4.2. La compensation de l’énergie réactive
Pour minimiser les pertes sur le réseau électrique, il s’avère impérieux pour les abonnés industriels d’améliorer leur facteur de puissance par compensation automatique de l’énergie réactive. Cela permettra d’alléger leur facture et dans le même temps d’augmenter la rentabilité du réseau. Aux usagers domestiques, il est impérieux d’éviter les toiles d’araignées pour le
PRESENTATION DES METHODES D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
Réalisé et soutenu par Audace Amen V. DOSSOU-OLORY Page 42 transport de l’énergie Plus l’énergie réactive consommée est importante, plus le déphasage ϕ entre le courant absorbé aussi important rendant la chute de tension très importante. Le facteur de puissance (cos ϕ) devient très bas.
Pour réduire le courant tiré du réseau et la chute de tension, les industriels doivent produire localement une grande partie de l’énergie réactive consommée en installant par exemple des batteries de condensateurs près de leur installation pour ramener le facteur de puissance aux environs de 0,90 prescrite par la SBEE sous peine de payer de lourdes pénalités.
On distingue :
la compensation avec condensateurs ;
la compensation par inductances ;
les groupes de production (générateurs) ;
le compensateur synchrone ;
les FACTS
4.2.1. La compensation avec condensateurs
Cette compensation utilise des bancs de condensateurs qui produisent de la puissance réactive qui peut atteindre quelques MVAR. Ils sont utilisés pour corriger le facteur de puissance dans le cas de fortes charges inductives.
Cette solution est utilisée quand le plan de tension est bas afin de le remonter, elle permet aussi de réduire les pertes joules. Le but est de compenser la somme de puissance réactive absorbée par le réseau électrique et par le transformateur HTB/HTA. Ainsi, le banc de condensateur permet de compenser cette puissance réactive consommée en mettant en service le bon nombre d’éléments pour une compensation optimale toutes les 10 minutes [9].
La figure 4.1 illustre le schéma d’une batterie de condensateur connectée au réseau.
PRESENTATION DES METHODES D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
Réalisé et soutenu par Audace Amen V. DOSSOU-OLORY Page 43 Figure 4.1: Représentation d’un gradin d’une batterie de condensateur[6]
4.2.2. La compensation par inductances
Les inductances sont utilisées pour absorber l’énergie réactive fournie aux heures creuses par les lignes à haute tension. Elles sont soit directement raccordées au réseau électrique, soit branchées sur les tertiaires des transformateurs. Par conséquent, elles permettent d’éviter les surtensions dans le réseau électrique [7].
4.2.3. Les groupes de production (générateurs)
Les groupes de production sont bien situés pour satisfaire les besoins en puissance réactive. Leurs performances dynamiques leur permettent de faire face aux fluctuations brusques de la demande. [8]
4.2.4. Le compensateur synchrone[12]
Cette solution utilise des générateurs du réseau électrique pour produire ou absorber du réactif. En effet, une machine synchrone peut être commandée de manière à préserver la tension via la puissance réactive qu’elle produit. Une
PRESENTATION DES METHODES D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
Réalisé et soutenu par Audace Amen V. DOSSOU-OLORY Page 44 sous excitation permet à la machine synchrone d’absorber de la puissance réactive et donc de diminuer la tension; inversement, une surexcitation lui permet d’en fournir et donc d’augmenter la tension. De nos jours cette technologie est de moins en moins employée, remplacée par celle des FACTS.
4.2.5. Les FACTS
Les FACTS (de l’anglais Flexible Alternative Curent Transmission System) sont des dispositifs plus récents qui associent des bancs de condensateurs et de bobines à des convertisseurs d’électronique de puissance permettant de réguler la puissance réactive délivrée et ainsi la tension du nœud de connexion.
Ces appareils ont un temps de réponse très court, de l’ordre de quelques dizaines de millisecondes et sont souvent utilisés dans les réseaux HTB [12].
4.3. La compensation de la puissance active[21]
La production de l’énergie active peut être assurée par des sources d’énergie renouvelables (l’éolien, le photovoltaïque, la géothermie, les centrales hydrauliques, la biomasse,...) et par des sources non renouvelables (hydrocarbures, uranium, ...).
4.3.1. Les sources d’énergie renouvelables
La plupart des énergies renouvelables ont toutes des bienfaits spécifiques favorisant la protection de la biodiversité. Elles permettent principalement de protéger la planète d’éventuels bouleversements climatiques. En effet, l'ensemble de ces énergies sont considérées comme étant des énergies propres. Elles ne polluent pas ou polluent très peu et leur utilisation est de plus en plus courante dans la vie quotidienne. Elles rivalisent donc avec les énergies polluantes.
PRESENTATION DES METHODES D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
Réalisé et soutenu par Audace Amen V. DOSSOU-OLORY Page 45
la biomasse: c’est une forme d'énergie renouvelable. Elle est issue d'une matière organique qui, fermentée, produit du gaz qui peut être utilisé pour produire de l'électricité ou de la chaleur. Les centrales à biomasse fonctionnent grâce aux déchets forestier, agricole ou encore aux ordures ménagères. Elle doit pouvoir permettre de limiter la déforestation ;
les petites centrales hydrauliques : leur principe de fonctionnement est identique à la centrale hydraulique centralisée traditionnelle. La différence consiste à leur petite taille. Elles sont installées proches des consommateurs pour exploiter les petits fils d'eau locale. Le niveau de puissance va de quelques kW à quelques MW. L'énergie hydraulique est propre puisqu'elle ne génère directement aucune émission nocive à la fois pour la planète, et pour l'homme ;
l’énergie solaire photovoltaïque : la mise en place des panneaux solaires constitue un moyen simple et efficace pour produire de l'énergie tout en protégeant l'atmosphère d'une quelconque source de pollution. Bien entendu, ce système de transformation est inépuisable. Il faut aussi ajouter que son utilisation se fait de plus en plus courante. Elle fait partir des formes d’énergies qui rivalisent avec les énergies non renouvelables. Malgré les avantages non négligeables que cette forme d’énergie présente, elle est souvent limitée par le coût de réalisation très élevé ;
l'énergie éolienne: elle est dite encore énergie du vent. Les éoliennes sont implantées dans des zones venteuses ou dans d'immenses champs, par petits groupes. La puissance d'un parc éolien varie de quelques MW à quelques centaines de MW. A noter que cette énergie
PRESENTATION DES METHODES D’OPTIMISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE
Réalisé et soutenu par Audace Amen V. DOSSOU-OLORY Page 46 ne représente que 1% de la productivité mondiale en électricité et n’est pas trop utilisée chez nous au Bénin.
4.3.2. Les énergies non renouvelables
Les énergies sont dites non renouvelables dans la mesure où elles sont incapables de se renouveler. Les matières premières souvent utilisées sont les hydrocarbures, l’uranium etc. Les énergies non renouvelables connaissent de nos jours de gros problèmes en ce qui concerne les réservoirs qui diminuent grandement et rien n’a encore été trouvé pour contrer ces difficultés. De plus, elles présentent des dangers énormes pour l’environnement et pour la santé de l’homme ; c’est le cas du nucléaire par exemple qui est très toxique.