Elle remplit deux fonctions principales : - Elle permet d'alléger la puissance apparente en créant de l'énergie réactive dans le réseau électrique. - Elle permet aussi de diminuer, voire d'effacer la facture d'énergie réactive pour les entreprises alimentées en 20KV.
La batterie de condensateurs permet ainsi de compenser l'énergie réactive qui sert essentiellement à l'alimentation des circuits magnétiques des machines électriques. Elle correspond à la puissance réactive des récepteurs.
Avantages du condensateur :
Supporte les court-circuit et la charge instantanée. Nombre de cycles charge/décharge quasiment infini. Existe en non-polarisé, certains supportent l'alternatif. Absence de matériaux rares et polluants.
En ce qui concerne son fonctionnement, il est simple. La batterie agit comme un compensateur de l'énergie réactive dont le rôle est d'alimenter les circuits magnétiques des machines électriques. Grâce à cette action, elle évite aux utilisateurs de payer des pénalités sur la consommation en énergie électrique.
La puissance de la batterie de condensateurs à installer (en tête d'installation) est de ce fait : Q (kvar) = 0,355 x P (kW). Cette approche simple permet une détermination rapide des condensateurs à installer, que ce soit en mode global, partiel ou individuel.
Améliorer le facteur de puissance d'une installation consiste à installer une batterie de condensateurs qui agit en tant que source d'énergie réactive. Cette disposition s'appelle la compensation de l'énergie réactive de l'installation.
Si le condo chauffe trop le "mouillant dessèche" et le condensateur ne peut plus assurer sa fonction, il se met en court circuit et vu qu'il est confiné, il "explose".
L'amélioration du facteur de puissance permet un dimensionnement réduit des transformateurs, des appareillages, des conducteurs, etc. ainsi qu'une diminution des pertes en ligne et des chutes de tension dans l'installation. Un facteur de puissance élevé permet l'optimisation des composants d'une installation.
Définition de la puissance réactive
La puissance réactive correspond à la puissance « non utile », « invisible » de l'électricité, dans le sens où elle ne produit pas de travail thermique. Elle n'est pas transformée en énergie utile. Elle n'est pas directement convertie en chaleur, en mouvement ou en lumière.
Un condensateur va emmagasiner et stocker l'électricité pour assurer ou faciliter le démarrage du moteur. Sa capacité s'exprime en farad (ou microfarad dans la plupart des cas). Concernant les moteurs asynchrones, il en existe deux sortes : le condensateur permanent et le condensateur de démarrage.
L'utilité principale d'un condensateur est de stocker de l'énergie mais ses utilisations sont diverses et au gré des besoins de la technologie. Le condensateur chimique, ou condensateur électrochimique et condensateur électrolytique, stocke et restitue de l'énergie.
Appliquées à l'industrie, ceux-ci pourraient à terme remplacer les batteries et se montrer bien plus efficaces que ces dernières. Les super condensateurs sont des condensateurs de niveau supérieur qui offrent énormément de puissance sur un laps de temps court.
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.
Les batteries de condensateurs permettent de compenser cette puissance réactive, notamment inductive, en fournissant de l'énergie réactive aux bobines. Ainsi, elles diminuent la consommation soutirée au fournisseur d'énergie, impliquant une réduction notable sur la facture d'énergie !
La puissance réactive est donnée par : Q = U x I x sin phi. Q = 220 x 0,3 x sin 60°
Le principe de la compensation
On parle d'un déphasage d'un angle phi. On compense ce déphasage en adjoignant à l'installation une batterie de condensateurs. Curieusement, le fait d'ajouter un équipement (et donc de générer un courant supplémentaire) entraîne une diminution du courant total demandé au réseau !
Pour augmenter le facteur de puissance on place en dérivation avec l'installation un ou plusieurs condensateurs et ainsi on obtient une nouvelle puissance réactive réduite (Q2).
Le facteur de puissance du moteur est l'angle de phase entre la tension et l'intensité (cosφ). cos phi (φ) sert, entre autres, à calculer la consommation électrique d'un moteur. La consommation électrique est d'une grande importance pour les pompes.
C'est dû au fait que ce n'est pas un composant parfait et qu'il présente toujours une certaine résistance entre ses bornes, donc qu'il laisse passer du courant. Plus il vieillit, plus il laisse « fuir » ce courant, et plus il en laisse fuir, plus le danger est grand pour le circuit dans lequel il est installé.
Si le moteur, la pompe ou le motoréducteur monophasé n'a qu'un condensateur il s'agit forcément d'un condensateur permanent. Si vous êtes face à un moteur triphasé qui a été modifié pour utiliser le réseau 220V domestique il s'agit aussi d'un condensateur dit permanent.
La tangente Phi (tg ϕ) est un indicateur de consommation d'énergie réactive. Elle est égale au rapport de la puissance réactive à la puissance active consommée. Le cosinus Phi (cos ϕ) est une mesure du rendement électrique d'une installation.
Le signe de la puissance réactive est fonction de l'angle de déphasage produit par le récepteur considéré : pour un récepteur inductif (> 0) la puissance réactive est positive, pour un récepteur capacitif (< 0) la puissance réactive est négative.
Le cos phi moyen se situe en général au alentour de 0,8. Une charge capacitive entraîne une avance du courant I sur la tension U, la tension U est donc en retard.