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ENSEM COURS D’AUDIT ET D’EFFICACITE ENERGETIQUE Travaux dirigés E1 : Une instal

ENSEM COURS D’AUDIT ET D’EFFICACITE ENERGETIQUE Travaux dirigés E1 : Une installation industrielle a une demande maximale de 1000 kW. Un programme de gestion de charge permettra de réduire cette demande maximale de 12%. Calculer les économies annuelles à réaliser, en considérant le mode de facturation ONE Données : Puissance souscrite = 900 kVA Redevance de puissance souscrite = 291 DH/KVA/an Facteur de puissance mensuel moyen = 0,8 Réponse : La pointe maximale en KVA est : 1000/0,8 = 1250 kVA. Une réduction de 12% entraîne une diminution de 150 KVA sur la pointe maximale. Les gains réalisés par an sont donc : Gain sur la demande : 150 x 291 = 43650 Dh/an Gain sur les pénalités : 150 x 291 x 0,5 = 21825 Dh/an Gain total = 65475 Dh/an E2 : Une usine industrielle a une charge d’éclairage à incandescence de 20 kW (100 unités de 60 W et 140 unités de 100W). Calculer l’économie d’énergie si toute la charge à incandescence est remplacée par un éclairage fluorescent. L’éclairage fonctionne pendant 2500 heures/an et le coût d’électricité est de 0,70 Dh/kWh On donne : - Lumière incandescente = 22 lumen/Watt - Une lampe de 100 W = 2200 lumens - Une lampe de 60 W = 1320 lumens - Lumière fluorescente (40W) = 55-60 lumens par watt - Lampe fluorescente de 40W = 2400 lumens Calculer : a) le nombre de lampes fluorescentes nécessaires b) la puissance exigées par la charge fluorescente c) l’économie d’énergie et l’économie du coût d’exploitation Réponse : Une lampe fluorescente à 40W peut remplacer une lampe incandescente à 100 W ou deux lampes à 60 W. la puissance nécessaire pour une unité de lampe fluorescente est de 40W pour la lampe et 6W pour le ballast soit 46W a) Nbres = 0,5 x 100 + 140 = 190 Lampes b) P = 190 x 46 = 8,74 kW c) économie d’énergie = (20 kW – 8,74 kW) x 2500 h/an = 28150 kWh/an Économie du coût d’exploitation 28150 kWh/an x 0,70 Dh/kWh = 19705 Dh/an E3 : La puissance souscrite d’une installation industrielle est à 500 KVA. Pour un appel de puissance de 700 KVA : on demande de calculer : 1) la redevance de puissance souscrite. 2) pénalité de puissance souscrite par mois et par année. 3) les coûts annuels des puissances appelés. 4) le coût annuel des puissances si on se souscrit à 700 KVA (RPS+RDPS) ainsi que le gain net établit. ENSEM COURS D’AUDIT ET D’EFFICACITE ENERGETIQUE 5) Pénalité du MNA en cas d’une consommation minimale de 200000 KWh/an sachant que le KWh pondéré = 0.703 Dh/KWh Réponse : 1) La redevance de puissance est de 291×500=145500 Dh/an. 2) Pénalité de dépassement de la puissance souscrite = 1,5×291× (700-500)/12= 7275 Dh/mois. Si cette situation dure toute l’année, la pénalité en moyenne serait 12×7275=87300 dh/an 3) les appels de puissance auront coûtés annuellement : 87300+145500=233000 Dh/an 4) le coût annuel de puissance est le suivant : Redevance de puissance = 700×291=203700 dh/an Pénalité de dépassement de la puissante souscrite : 0 dh Total : 203700 dh Gain net établit : 233000 – 203700 = 29300 dh/an et non pas de 87300 dh/an. E4 :Une industrie dont la puissance souscrite est à 1500 KVA et une pointe de 1200 KW améliore son facteur de puissance qui passe de 0.81 à 0.98.calculez le gain réalisé en Dh/an sachant que chaque KVA est facturé à 291 Dh/KVA/an. Réponse : Si le facteur de puissance est amélioré à 0.98, la pointe en KVA est : KVA (max) = KW (Max du mois)/facteur de puissance = 1225 KVA, d’où la possibilité de baisser la puissance souscrite de 1500-1225 = 275 KVA. Comme chaque KVA est facturé à 291 Dh/KVA/an, le gain réalisé tous les ans est : 275 KVA × 291 Dh/KVA/an = 80000 Dh/an. E5 : Un moteur dont la puissance absorbée est de 300 KW rebobiné suite à un incident de production, a un nouveau facteur de puissance de 0.66. L’installation d’une batterie de condensateur de 65 KVAr(puissance limite recommandé) a permis de faire passer son facteur de puissance à 0.92. la consommation annuelle de ce moteur a permis la réduction des pertes de 48%,soit un gain annuel sur les pertes de 19000 KW/an ,au prix moyen de 0.703 Dh/KWh, le gain financier au niveau des pertes a été de 13000 DH/an. on demande de calculer : a) la baisse de l’appel de pointe en KVA b) les pénalités liées au dépassement de la puissance souscrite. c) La réduction financière liée aux pénalités de dépassement de Cos phi, ainsi que le gain total lié a ce projet. Réponse : a) Baisse de l’appel de Pointe en KVA = 300/0.66 – 300/0.92 = 128 KVA b) En cas de pénalité, l’appel de puissance est facturé à 50% de sa valeur, soit : 1.5 × 291 Dh/KVA/an = 436.50 Dh/KVA (dépassé)/an. c) la réduction financière liée aux pénalités de dépassement du facteur de puissance a été de : 128 × 436.50 = 5580 Dh/an. Le gain total lié à ce projet est de 13000 Dh/an + 5580 Dh/an = 18580 DH/an ENSEM COURS D’AUDIT ET D’EFFICACITE ENERGETIQUE E6: Utilisation de lubrifiants synthétiques sur les gros moteurs L’ensemble des gros moteurs électriques d’une usine totalise 347,5 HP; leur rendement moyen est de 85 % et le facteur de charge moyen de 75 %; l’utilisation de lubrifiants synthétiques amènerait une diminution de 10 % des pertes de charge. Sachant que le coût du kWh est de 0,7 Dhs, évaluer les économies d’énergie en Dhs par an, sachant que ces moteurs fonctionnent 24heures par jour durant 320 jours par an. Les économies d’énergie possibles résultant de l’utilisation de lubrifiants synthétiques peuvent se calculer selon la formule : EE = RC x H RC=HP x (1 - η) x FC x R EE = économies d’énergie prévues, kWh/an RC = réduction prévue de la consommation d’énergie électrique, kW HP = total de la puissance des gros moteurs, kW η = rendement moyen des moteurs FC = facteur de charge moyen, en pourcentage H = nombre d’heures d’utilisation annuelle R = réduction prévue des pertes d’énergie par la lubrification, en pourcentage RC = 347,5 x (1 – 0,85) x 0,75 x 0,1 = 3,909 HP Facteur de conversion : 0.7459 kW/HP RC = 2,916 kW EE = 2,916 x 24 x 320 = 22394,9 kWh Coût du kWh = 0,7 Dhs/kWh Gains kWh = 22394,9 x 0,7 = 15676,4 Dhs/an Les produits lubrifiants synthétiques coûtent plus cher à l’achat. Toutefois, ils durent beaucoup plus longtemps que les lubrifiants à base de pétrole, ce qui compense largement leur coût d’achat. Le seul coût auquel il faudra faire face est celui d’un spécialiste en lubrification, mais malgré cela, le temps de récupération reste généralement inférieur à 9 mois. E7: Calorifugeage du circuit de retour des condensats d’une usine Une usine de fabrication de nappes de table en plastique utilise principalement des procédés d’extrusion. Pour produire la chaleur nécessaire au fonctionnement des machines et du process, deux chaudières d’une capacité totale de 8 Tonnes de vapeur d’eau par heure et fonctionnant au fuel sont utilisées. Tous les circuits de distribution de la vapeur dans l’usine sont calorifugés par une couche de 20 mm de laine de verre. La température extérieure mesurée des conduites isolées est de 50°C alors que la température intérieure est de 150°C (vapeur d’eau à 5 bar) ENSEM COURS D’AUDIT ET D’EFFICACITE ENERGETIQUE On estime que le rajout d’une couche de 20mm supplémentaires de laine de verre permettrait de réduire la température extérieure des conduites de 10°C. 1) Sachant que la production totale annuelle de vapeur est de 30000 Tonnes, - Calculer les gains en énergie obtenus grâce au renforcement du calorifugeage. - Calculer la quantité de vapeur économisée en Tonnes. 2) Sachant qu’on ne récupère que 90% des condensats et que le PCI du fuel est 0,94, recalculer les gains vapeur et en énergie primaire (fuel) Solution : 1) Q(kj) = m(kg) x Cp x (T2-T1) Q = 30000000 x 4,186 x 10 Q = 1255,8 Gj = gains en énergie grâce au calorifugeage 1 Tonne vapeur (5 bar) = 2,7 Gj Quantité vapeur économisée = 1255,8/2,7 = 465,1 Tonne/an 2) Comme on ne récupère que 90% des condensats : Quantité vapeur = 465,1 x 0,9 = 418,6 Tonne/an Dans le cas du fuel : PCI = 0,94 PCS Q primaire = 418,6/0,94 x 2,7 = 1202,36 Gjp Le coefficient d’énergie primaire du fuel étant : 0,0405Gjp/kg (1 Le gain total en fuel est de (1202,36/0,0405)/1000: 29,7 Tonne de fuel par an. E8: Réparation des fuites des compresseurs d’air Une fuite d’air importante (5 mm de diamètre) et trois fuites de moindre importance (2 mm de diamètre chacune) ont été découvertes dans le système de compression d’air d’une usine grâce à une inspection effectuée pendant une période hors production. La pression relative dans le réseau d’air comprimé de l’usine est de 7 bar en moyenne. 1) Sachant que la uploads/Industriel/ td-2011-ensem.pdf