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T.S.B. Ingénierie – Energie électrique 1 L L ’ ’ E E N N E ER R G G I I E E E E

T.S.B. Ingénierie – Energie électrique 1 L L ’ ’ E E N N E ER R G G I I E E E E L L E EC C T T R R I I Q QU U E E E E N N H H O O T T E E L L L L E ER R I I E E R R E E S S T TA A U U R RA A T T I I O ON N I) CARACTERISTIQUES DE L’ENERGIE ELECTRIQUE ü ü Définition : Le courant électrique est le mouvement de particules chargées électriquement (les électrons) dans un conducteur. ü ü L’intensité d’un courant électrique : elle correspond au débit d’électrons, c’est à dire au nombre d’électrons qui circulent par unité de temps. Elle est représentée par la lettre I et se mesure en Ampère (A). ü ü La tension : elle correspond à la différence de potentiel qu’il existe entre les 2 bornes du circuit, c’est à dire à la force avec laquelle les électrons sont attirés d’un bout à l’autre. Elle est représentée par la lettre U et se mesure en Volt (V) ü ü Notion de résistance : la résistance est la capacité d’un matériau à se laisser traverser par un courant électrique, elle dépend de la nature du conducteur. Elle est représentée par la lettre r et se mesure en Ohm (? ) La loi d’Ohm permet de calculer la résistance d’un matériau en fonction des grandeurs caractérisant le courant électrique : U = r x I V ? A ü ü Notion de puissance : La puissance P d’un appareil électrique peut être exprimée en fonction des grandeurs caractérisant le courant électrique. P = U x I W V A ü ü L’effet Joule L’énergie électrique peut être transformée en énergie thermique par effet Joule. Le passage d’un courant électrique provoque le mouvement des électrons, il se produit des chocs entre ces électrons, ces frottements sont alors transformés en chaleur. La loi de Joule permet de calculer la quantité de chaleur produite (représentée par la lettre Q), elle s’exprime en Joules. Q = r x I2 x t J ? A s II) TARIFICATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE L’alimentation en énergie électrique des locaux est assurée par le raccordement au réseau EDF (coût d’un raccordement de 1905 à 2896 euros), la souscription de puissance auprès de cet organisme s’exprime en kilovoltampères (kVA). La consommation est alors mesurée en kWh par un compteur d’énergie. La facturation de l’énergie par EDF comprend une partie fixe l’abonnement et une partie variable proportionnelles à la consommation en kWh. 1) Les bases de la tarification EDF : Le choix de la puissance à souscrire est très important à plusieurs titres : - Il va conditionner directement le montant de la prime fixe à payer (l’abonnement) - Il va permettre de déterminer, prévoir et souvent améliorer l’organisation du travail en obligeant à poser un certain nombre de questions et envisager diverses hypothèses. T.S.B. Ingénierie – Energie électrique 2 Ce travail peut être éventuellement fait avec EDF. Pour cela il faut dresser l’inventaire complet des équipements et leur puissance, puis déterminer la plage horaire d’utilisation et sa durée. P< 36 kW Tarif bleu Installations domestiques, petites installations agricoles, tertiaires ou hôtelières 36kVA<P<250 kVA Tarif jaune Hôtel, restaurants, petites industries, tertiaires P > 250 kW Tarif vert Installations industrielles ou tertiaires importantes Le coût de la production d’électricité est variable. Il dépend de la puissance consommée au même moment sur l’ensemble du réseau. Il est plus élevé lors des « pointes » (heures ou jours). Il est ainsi minimal pendant les « creux » d’utilisation. Cette demande dépend essentiellement de l’activité économique et des conditions climatiques a) LE TARIF BLEU : - Le montant de l’abonnement (mensuel) dépend de la puissance souscrite et de l’option choisie. - Le prix du kWh dépend de l’option choisie : - OPTION « BASE » : Le prix du kWh est le même quelque soit la période de consommation. - OPTION « HEURES CREUSES » : le prix du kWh dépend de l’heure de consommation. La durée des Heures Creuses est de 8h (généralement de 22h à 6h). - OPTION « TEMPO » : le prix du kWh dépend de l’heure et du jour de consommation : Jours Bleus : 300 j – Jours Blancs : 43 j – Jours Rouges : 22 j H.C. Bleu et Blanc : 22h à 6h – Rouge : 0h à 6h. b) LE TARIF JAUNE : Il comporte quatre périodes tarifaires : HPH : heures pleines hivers HCH : heures creuses hivers HPE : heures pleines été HCE : heures creuses été Période : - été : 1er avril au 31 octobre. Prix peu élevé pendant 7 mois – hiver : 1er novembre au 31 mars Heures creuses : 8h par jour (souvent de 22h à 6h) c) LE TARIF VERT : Cette tarification est destinée aux utilisations de fortes puissances installées (Industries, cliniques, supermarchés) rarement appliquées en hôtellerie. Le courant est fourni par l’EDF sous moyenne ou haute tension est nécessite un poste de transformation privé. En plus des quatre postes tarifaires du tarif JAUNE, il comporte un poste tarifaire pour les heures de pointes (2 fois 2h par jour pendant les mois de décembre, janvier et février) Tarifs hors taxes Tarif jaune « utilisation moyenne » Tarif vert « courtes utilisations » Prime fixe annuelle 15,35 € / kVA 16,28 € / kVA HCE 0,0252 € HCE 0,0235 € HPE 0,0307 € HPE 0,0329 € HCH 0,0762 € HCH 0,0527 € HPH 0,1119 € HPH 0,0890 € Prix de l’énergie par kWh consommé pointe 0,1790 € T.S.B. Ingénierie – Energie électrique 3 2) Puissance à souscrire. a) Elaboration d’un diagramme d’utilisation : Equipements Plage horaire d’utilisation Heures creuses heures pleines Désignation P (kw) 22 h 6h 7 h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h Four à air pulsé Brûleur Plaque Friteuse Bain larie Salamandre Simple service Table chaude Plaque induction Cuiseur vapeur Eau chaude sanitaire Eclairage ventilation chauffage 5 10 5 12 4 2.25 14 3 5.3 5 15 4.4 3.3 22 Total 110.25 Dont cuisson autres 110,25 65,55 44,70 22 37 41,4 41,4 89 93 110,25 110,25 67,95 26,4 41,4 80,95 110,25 la puissance à souscrire correspond à la plage la plus élevée moins le % dû au foisonnement (20%) coeff. 0.8 Pourcentage de foisonnement : Lors de leur montée en température, les équipements de cuisson ou de chauffe utilisent le maximum d’énergie égal à leur puissance. Dès que la température souhaitée est atteinte, des thermostats coupent l’arrivée d’électricité. La puissance instantanée utilisée baisse. La durée de coupure du cycle « inertie » sera fonction de la température de réenclenchement programmée mais aussi des déperditions de chaleur dues à la conduction thermique et à l’isolation. Comme plusieurs équipements sont utilisés en même temps, très souvent les cycles d’inertie entraînent une non simultanéité des puissances. Il faudra donc corriger à la baisse la somme des puissances dont on a besoin. Le foisonnement est un coefficient de réduction que l’on applique à la puissance instantanée, il est souvent de 0,7 et 0,8 (il peut descendre jusqu’à 0,3 si les appareils sont équipés d’un automate). b) Différents types de puissances : ü ü La puissance installée (Pi) : la somme des puissances de tous les appareils électriques installés dans l’établissement. ü ü La puissance appelée (Pa) : tous les appareils ne fonctionnent pas en même temps ni à pleine puissance, Pa est variable sa valeur maximale dans une installation tout électrique sans automate est inférieure à 0.6 Pi et, dans une installation qui n’est pas tout électrique, elle atteint 0.8 Pi. Ces coefficients (0.6 et 0.8) sont les coefficients de foisonnement de la puissance de l’installation. Avec un automate ce coefficient peut être de 0.3. ü ü La puissance souscrite (Ps) : est la puissance mise à la disposition de l’utilisateur. Elle doit donc être choisie proche de Pa max afin de minimiser la prime fixe tout en évitant les dépassements de puissance. Remarque : Pa Max inférieure ou égale à Ps inférieure ou égale à Pi. T.S.B. Ingénierie – Energie électrique 4 Exercice 1. Un hôtel s’équipe d’un automate programmable (coût : 3511 €) qui lui permet pour une même consommation électrique au tarif jaune de faire passer la puissance souscrite de 150 kV.A à 110 kV.A. - Calculez l’économie réalisée sur la prime fixe annuelle. - Calculez en combien de temps l’investissement sera amorti. - Calculez l’économie réalisée au bout de sept ans. Exercice 2. Un hôtel club de vacances, en montagne, de 180 chambres, abonné au tarif vert, puissance souscrite 800 kW, a consommé en 1 an les quantités d’énergie suivantes : Pointe 105 856 kWh Heures pleines hiver 403 677 kWh Heures creuses hiver 392 407 kWh Heures pleines été 139 871 kWh Heures creuses été 129 616 kWh Calculez le coût total annuel de l’énergie électrique dépensée uploads/s3/ 4energieelectrique-pdf 1 .pdf