installation photovoltaique

Qu’est-ce que la puissance réactive et que se passe-t-il dans une installation photovoltaïque?

Notre collègue Sergio Fernández, de notre délégation au Maroc, décrit les effets de la puissance réactive dans une installation photovoltaïque.

La génération de puissance réactive dans les systèmes énergétiques est généralement l’un des plus gros casse-tête d’une installation industrielle pour les gestionnaires de l’énergie et leurs opérateurs.

En effet, elle est liée au dysfonctionnement de l’installation, ainsi qu’à d’éventuelles sanctions de la part de la société d’approvisionnement en énergie.

Commençons par rafraîchir les concepts théoriques liés à l’énergie:

Dans le triangle des puissances, il y a la puissance active, la puissance réactive et la puissance apparente. La puissance active, (P), est la puissance capable de faire un travail utile, c’est-à-dire une bonne puissance. La réactive (Q) ne produit pas de travail utile, mais génère des champs électriques et magnétiques qui peuvent être nocifs. La puissance apparente (S) est la puissance totale, résultant de l’addition des puissances active et réactive. La différence entre ces vecteurs génère un angle appelé phi. Le cosinus de cet angle est appelé facteur de puissance et est normalement calculé comme le rapport de la puissance active à la puissance apparente.

Cette valeur permet de quantifier l’utilisation de la puissance active par rapport à la puissance apparente et peut prendre des valeurs allant de -1 à 1. Plus le facteur de puissance est proche de 1, mieux c’est.

La puissance apparente est mesurée en volts-ampères (VA), la puissance active en watts (W) et la puissance réactive en volts réactifs (VAR).

Lorsque la puissance se trouve consommée pendant un certain temps, elle devient de l’énergie. L’énergie de la puissance active est le watt-heure (Wh), c’est-à-dire la quantité d’énergie consommée pendant une heure.

Puisque l’unité des puissances précédentes VA, VAR ou W est une petite unité, nous ajoutons le préfixe “kilo” (k) qui multiplie par mille et cela est plus familier aujourd’hui. De même pour les préfixes méga (M) ou giga (G). De plus en plus courant dans ce secteur : « Installation de deux mégawatts-crête (2 MWc) et production de trois virgule sept gigawattheures par an (3,7 GWh) ».

Ce qui précède est la partie théorique. La puissance réactive est généralement connue sous le nom de mauvaise énergie qui apparaît lorsque nous avons des machines et des moteurs. Nous disons que la puissance réactive est mauvaise car elle ne génère pas de travail efficace, mais elle existe quand il y a des bobines et qu’elles doivent être alimentées.

Que se passe-t-il lorsqu’un client nous demande de concevoir une installation photovoltaïque?

Naturellement, notre premier et plus grand objectif est de générer des économies d’énergie et d’argent pour notre client. Pour ce faire, nous nous sommes fixé comme objectif principal de réduire la consommation d’énergie active (kWh). Mais comment le concept « autres » influence-t-il ?  Ce concept de facture, si courant dans les installations industrielles où les charges inductives et capacitives sont si courantes, et qui s’ajoute également à la facture de notre client, étant augmenté par l’énergie réactive générée.

Que pouvons-nous faire pour corriger cela?

Nous devons tenir compte du fait que l’onduleur produit normalement de la puissance active car le cos de phi de la puissance que l’onduleur nous donne est toujours pratiquement 1. Autrement dit, dans le champ solaire, seule la puissance active est générée (et avec une onde de qualité suffisante, soit dit en passant). Le plus recommandé est de compléter notre installation avec une batterie de condensateurs qui dans la plupart des cas a un retour sur investissement d’un à deux ans. De cette façon, nous réduisons la puissance active avec notre installation photovoltaïque et la puissance réactive avec la batterie de condensateurs générant de l’énergie capacitive (actuellement non pénalisante sur notre facture).

Que se passera-t-il dans le futur?

À partir de novembre, les éléments suivants doivent être pris en compte : les fournisseurs d’électricité commenceront à nous facturer l’énergie réactive capacitive. Qu’est-ce que cela signifie? Normalement, la batterie de condensateurs était surdimensionnée car nous n’avions aucune pénalité pour l’énergie réactive capacitive. Eh bien, à partir de novembre, il y aura également une pénalité pour ce dernier. Par conséquent, la conception de la batterie de condensateurs devra désormais être plus précise.