Critères d'application des EFV et estimation des économies
a. Caractéristiques de la charge entraînée et puissance nécessaire
Les caractéristiques du couple et de la puissance, par rapport à la vitesse, déterminent en partie les spécifications de l'ensemble moteur entraînement.
1 cheval-vapeur (HP) = 746 watts = 0,746 kW
Cette formule du couple montre que le couple est proportionnel à la puissance assignée et inversement proportionnel à la vitesse.
Les applications d'entraînements peuvent être classées par catégories selon les spécifications du couple de fonctionnement :
- Charges à couple constant;
- Charges à puissance constante;
- Charges à couple variable pour lesquelles le couple est la valeur de la force de rotation qu'exige la charge;
- Rendement des moteurs électriques et des entraînements.
Charge à couple constant
Figure 11 : Charge à couple constant
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Figure 11
Un graphique montrant pour cent du couple sur l'axe vertical et pour cent de la vitesse sur l'axe horizontal. Il existe une ligne droite horizontale à 100% de couple représentant le couple constant charge à partir d'une plage de vitesses de 0 à 100%.
| % Torque | % du couple |
| % Speed | % de la vitesse |
Une charge à couple constant (figure 11) est une charge carac-térisée par une couple qui demeure constant quelle que soit la vitesse. Il s'ensuit que la puissance nécessaire est directement proportionnelle à la vitesse de fonctionnement de l'application et varie directement avec cette vitesse. Du fait que le couple n'est pas fonction de la vitesse, il reste constant alors que la puissance et la vitesse varient proportionnellement. Parmi les exemples types de charges à couple constant, on peut citer :
- Les convoyeurs
- Les extrudeuses
- Les mélangeurs
- Les pompes et compresseurs volumétriques.
Parmi les avantages que présentent les EFV dans les applications à couple constant, mentionnons le contrôle précis de la vitesse et le démarrage et l'arrêt avec accélération/décélération contrôlées.
Pour les charges à couple constant, la gamme de vitesses est en général de 10:1. Ces applications engendrent généralement des économies d'énergie modérées aux faibles vitesses.
Charges à puissance constante
Figure 12 : Charges à puissance constante
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Figure 12
Un graphique montrant pour cent de puissance et de couple sur l'axe vertical et pour cent de la vitesse sur l'axe horizontal. Il ya une ligne droite horizontale à 100% de puissance et un couple représentant les charges à puissance constante d'une plage de vitesse de 20 à 100%.
Il ya une deuxième ligne courbe représentant le couple début à 100% de puissance et de couple et de vitesse de 20% et de poursuivre la baisse de 20% de puissance et de couple à la vitesse de 100%.
| % hp and Torque | % de la puissance et du couple |
| hp | Puissance (HP) |
| Torque | Couple |
| % Speed | % de la vitesse |
Le deuxième type de caractéristiques de charge est la puissance constante (figure 12). Dans ces applications, le couple varie inversement avec la vitesse. À mesure que le couple augmente, la vitesse doit décroître pour maintenir une puissance constante de la charge. La relation peut alors s'écrire :
Puissance = vitesse x couple x constante
Des exemples de machine présentant ce type de charge seraient les tours, les fraiseuses ou les perceuses qui tournent à faible vitesse pour de lourds travaux, et à vitesse réduite pour des travaux légers.
Habituellement, ces applications ne permettent aucune économie d'énergie à basse vitesse
Charges à couple variable
Figure 13 : Charge à couple variable
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Figure 13
Un graphique montrant pour cent du couple sur l'axe vertical et pour cent de la vitesse sur l'axe horizontal. Il s'agit d'une ligne incurvée vers le haut en commençant à environ 2% du couple et de la vitesse de 0% et finissant à 100% de couple et de vitesse de 100%.
| % Torque | % du couple |
| % Speed | % de la vitesse |
Le troisième type de caractéristiques de charge est la charge à couple variable (figure 13). Des exemples en sont les ventilateurs, soufflantes et pompes centrifuges. L'emploi d'un EFV avec une charge à couple variable peut rapporter des économies d'énergie substantielles.
Dans ces applications :
- Le couple varie directement avec le carré de la vitesse;
- La puissance varie directement avec le cube de la vitesse.
Cela signifie que, à mi-vitesse, la puissance requise est d'environ un huitième du maximum nominal.
L'étranglement d'un système au moyen de registres et de vannes de régulation constitue une méthode de contrôle peu efficace, car le dispositif d'étranglement dissipe de l'énergie qui avait été communiquée au fluide. Un entraînement à fréquence variable réduit simplement l'énergie totale dans le système lorsqu'elle n'est pas nécessaire.
- Outre ses possibilités notables en matière d'économies d'énergie, un entraînement permet aussi d'exercer un meilleur contrôle sur le procédé, ce qui rehausse souvent la qualité du produit et diminue les pertes.
- Pour les charges à couple variable, la gamme de vitesses est en général de 3:1.
Rendements des moteurs et des entraînements
Le rendement à pleine charge des moteurs électriques c.a. va de 80 % pour les moteurs les plus petits, à plus de 95 % pour les moteurs de puissance supérieure à 100 HP. Le rendement d'un moteur électrique diminue considérablement si sa charge est inférieure à 40 %. Une bonne pratique d'ingénierie consiste à dimensionner les moteurs de façon à ce que leur fonctionnement à pleine charge corresponde à 75 % de la puissance assignée du moteur. La figure 14 illustre une courbe type de rendement d'un moteur en fonction de la charge.
Figure 14 : Rendement type d'un moteur à induction de 10 HP à rendement normal en fonction de la charge
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Figure 14
Un graphique montrant pour cent de l'efficacité sur l'axe vertical de 70 à 80% et le pourcentage de charge de 0 à 150% sur l'axe horizontal. Il ya une ligne incurvée vers le haut à partir de près de 75% de couple et 20% de la charge totale, atteignant un pic à 87% d'efficacité et de 100% de la charge totale, et la procédure se termine vers le bas à 85% d'efficacité fourmi 150% de la pleine charge.
| Efficiency | Rendement |
| % Full Load | % de la pleine charge |
Le rendement d'un ensemble moteur électrique entraînement est égal au rapport de la puissance mécanique délivrée, à la puissance électrique absorbée, et s'exprime le plus souvent comme un pourcentage.
Le rendement d'un entraînement EFV est très bon et atteint 97 % ou plus à pleine charge. Aux charges réduites, le rendement diminue. Les EFV de puissance supérieure à 10 HP ont en principe des rendements dépassant 90 % pour des charges supérieures à 25 % de la pleine charge. C'est là la gamme d'exploitation intéressante pour les applications pratiques.
Le tableau ci-après montre le rendement des EFV types pour différentes charges.
| Puissance assignée de l'EFV | Rendement en % Charge en pourcentage de la puissance de sortie assignée de l'entraînement | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 12,5 | 25 | 50 | 75 | 100 | |
| 1 | 0,48 | 0,74 | 0,84 | 0,87 | 0,89 |
| 5 | 0,80 | 0,88 | 0,92 | 0,94 | 0,95 |
| 10 | 0,83 | 0,90 | 0,94 | 0,95 | 0,96 |
| 25 | 0,88 | 0,93 | 0,95 | 0,96 | 0,97 |
| 50 | 0,86 | 0,92 | 0,95 | 0,96 | 0,96 |
| 75 | 0,86 | 0,94 | 0,97 | 0,97 | 0,97 |
| 100 | 0,89 | 0,94 | 0,96 | 0,96 | 0,97 |
| 200 | 0,91 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,97 |
Tableau provenant du Programme des technologies industrielles du ministère américain de l'énergie - Liste de conseils n° 12 pour les moteurs : Employez le rendement à charge partielle des entraînements à vitesse variable pour déterminer les économies d'énergie (version préliminaire 2005)
Le rendement du système est inférieur au produit du rendement du moteur par le rendement de l'EFV en raison de la variation du rendement du moteur avec la charge et à cause de l'effet des harmoniques sur le moteur.
Il est malheureusement presque impossible de savoir quel sera le rendement de l'ensemble moteur entraînement; mais du fait que la puissance absorbée par un système à couple variable décroît de façon aussi notable avec la vitesse, une estimation des rendements du système devrait être suffisante.
Pour le calcul de la consommation d'énergie d'un système moteur entraînement, on pourra employer un rendement estimé du système de l'ordre de 80 à 90 % pour les moteurs d'une puissance de 10 HP et plus avec des charges égales ou supérieures à 25 %.
De façon générale, les gammes de rendement les plus faibles correspondent aux moteurs de petite puissance et faibles charges, alors que les gammes de rendement les plus élevées correspondent aux moteurs et charges plus importants.
b. Comparaison avec les méthodes de contrôle conventionnelles
Estimation des économies d'énergie
Les ventilateurs et les pompes sont en principe conçus pour satisfaire la demande maximale du système dans lequel ils sont installés.
Assez souvent toutefois, la demande réelle risque de varier et d'être très inférieure à la puissance prévue. L'adaptation à ces conditions s'obtient en installant des registres de refoulement pour les ventilateurs et de vannes de régulation par étranglement pour les pompes.
Bien que simples et efficaces, ces moyens de contrôle altèrent gravement le rendement d'un système.
L'emploi d'un EFV pour commander un ventilateur ou une pompe est un moyen du contrôle du débit plus efficace que de simples vannes de régulation ou registres d'aspiration ou de refoulement. La puissance absorbée par les ventilateurs et les pompes varie comme le cube de la vitesse, ce qui fait que des variations de vitesse qui peuvent sembler petites peuvent avoir une forte incidence sur la puissance absorbée par la charge. Le tableau ci-dessous montre quelle est la puissance absorbée par un ventilateur ou une pompe à mesure que la vitesse diminue.
| Vitesse du ventilateur/de la pompe | Puissance mécanique nécessaire |
|---|---|
| 100% | 100% |
| 90% | 73% |
| 75% | 42% |
| 50% | 13% |
Outre son potentiel notable en matière d'économies d'énergie, un entraînement possède des propriétés inhérentes de correction du facteur de puissance, permet d'exercer un meilleur contrôle sur le procédé et assure la protection du moteur.
L'application la plus courante est le ventilateur centrifuge ou la pompe centrifuge qui confère l'énergie au fluide actif par force centrifuge. Il en résulte une augmentation de la pression et la production d'un débit d'air à la sortie du ventilateur, ou d'un débit de liquide à la sortie d'une pompe.
La figure 15 présente un exemple de courbe de pression de sortie en fonction du débit d'un ventilateur centrifuge classique pour une vitesse donnée.
Figure 15 : Courbe de la pression de sortie en fonction du débit d'air
| Pressure | Pression |
| Natural Operating Point | Point de fonctionnement naturel |
| Typical Fan Curve | Courbe de ventilateur type |
| Typical System Curve | Courbe de système type |
| Flow | Débit |
Les courbes classiques des ventilateurs et pompes se composent en général d'une série de courbes établies pour différentes valeurs de vitesses, rendements et puissances nécessaires. Ces courbes aident à choisir le ventilateur ou la pompe les mieux adaptés pour une application donnée. Elles se révèlent également nécessaires pour prévoir le fonctionnement et les autres paramètres en cas de changement du mode d'utilisation.
Dans la figure 15, on a superposé une courbe de système à la courbe du ventilateur. La courbe du système ne dépend pas du ventilateur, mais c'est la courbe représentant les besoins du système dans lequel le ventilateur est employé.
Elle montre la quantité de pression que le ventilateur doit fournir pour vaincre les pertes du système et engendrer un débit d'air donné.
La courbe du ventilateur est le tracé des caractéristiques du ventilateur, indépendamment du système. La courbe du système est le tracé des besoins de la "charge" indépendamment du ventilateur. L'intersection de ces deux courbes représente le point de fonctionnement naturel. Il correspond à la pression et au débit réels que l'on retrouvera à la sortie du ventilateur durant le fonctionnement du système. En l'absence d'influences externes, le ventilateur fonctionnera exclusivement à ce point.
Beaucoup de systèmes doivent cependant fonctionner à de nombreux points différents. La figure 16 illustre un profil des variations types de débit que l'on retrouve dans un système courant. La façon dont ces variations sont produites et contrôlées aura un effet direct sur les économies d'énergie.
Figure 16 : Variations du débit
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Figure 16
Diagramme à barres avec des heures par jour entre 0 et 10 sur l'axe vertical et en pourcentage du débit de 0 à 100 sur l'axe horizontal.
Il ya quatre barres verticales sur le graphique. La première barre est à débit de 40% et s'élève à la marque de 5 heures. La deuxième barre est au débit de 60% et s'élève à la marque de 8 heures. La troisième barre est à un débit de 80% et s'élève à la marque de 8 heures. La quatrième barre est à 100% et s'élève à la marque de 3 heures.
| Hours/Day | Heures par jour |
| % Flow | % du débit |
Différentes méthodes permettent de moduler ou de faire varier le débit d'un système afin d'atteindre les points de fonctionnement optimaux. Parmi ces méthodes, on citera :
- Les registres de refoulement sur les ventilateurs et les vannes de régulation sur les pompes;
- Les registres d'aspiration ou aubes directrices sur les ventilateurs
- Le contrôle par entraînement EFV
Chacune de ces méthodes a un effet sur la courbe du système ou sur celle du ventilateur, qui permet d'obtenir un point de fonctionnement naturel différent. Ce faisant, elles peuvent également entraîner des changements dans le rendement du ventilateur et dans les besoins en puissance.
Positions des registres de refoulement et des vannes de régulation par étranglement
Les registres de refoulement d'un système de ventilateur et les vannes de régulation d'un système de pompe ont un effet sur la courbe du système du fait de l'accroissement de la résistance à l'écoulement que provoque leur action d'étranglement.
La courbe du système est une fonction simple qui peut s'exprimer par la formule P = K x (débit)² dans laquelle : P est la pression nécessaire pour créer dans le système un débit donné; K dépend du système et représente la résistance due au frottement de l'air. Les ailettes des registres de refoulement altèrent le terme K de la formule.
La figure 17 présente différentes courbes de résistance du système correspondant à diverses positions d'étranglement.
Figure 17 : Pression en fonction du débit
| % Pressure | % de la pression |
| % Flow | % du débit |
La figure 18 présente une courbe de la puissance nécessaire pour un fonctionnement de ce type. À partir de cette courbe, on peut constater que la puissance diminue progressivement avec le débit. À un débit de 50 %, la puissance nécessaire est de 80 %.
Figure 18 : Courbe de la pression en fonction du débit
| Fan Curve Power Requirements | Puissance nécessaire selon la courbe du ventilateur |
Vannes d'entrée modulantes
Dans cette méthode, on modifie la courbe du ventilateur de façon à ce qu'elle coupe la courbe du système en un point différent.
Il n'existe pas d'équivalence dans les systèmes de pompes, car les vannes de régulation par étranglement ne sont jamais installées du côté aspiration d'une pompe.
La figure 19 montre diverses courbes de systèmes correspondant à différentes positions d'étranglement.
Figure 19 : Pression d'un ventilateur en fonction du réglage des vannes modulantes d'aspiration
| % Pressure | % de la pression |
| 100 % Speed | Vitesse 100 % |
| 75 % Speed | Vitesse 75 % |
| 50 % Speed | Vitesse 50 % |
| % Flow | % du débit |
La figure 20 montre qu'avec cette méthode, la puissance nécessaire diminue de façon plus marquée que dans la méthode avec étranglement au refoulement. À un débit de 50 %, la puissance nécessaire n'est que de 60 %.
Figure 20 : Courbe de pression d'un ventilateur et du réglage des vannes modulantes d'aspiration
| % Pressure | % de la pression |
| % Flow | % du débit |
| Fan Curve Power Requirements | Puissance nécessaire selon la courbe du ventilateur |
Entraînements à fréquence variable
Dans cette méthode, on tire parti du changement qui se produit dans la courbe du ventilateur ou de la pompe lorsque la vitesse de la machine est modifiée.
Il est possible d'évaluer ces modifications à l'aide d'un ensemble de formules (ci-après) appelées lois de similitude :
avec :
N = vitesse
Q = débit
P = pression
HP = puissance
Note : lorsque l'on combine les lois de débit et de pression, le résultat est une formule qui correspond à la formule de la courbe du système :
Courbe de pression du système P = K x (N)².
Lorsque sa vitesse est modifiée, la machine va donc suivre la courbe du système.
La figure 21 est une représentation de la méthode du réglage de la vitesse.
Figure 21 : Méthode du réglage de la vitessen
La figure 22 illustre l'importante diminution de puissance que cette méthode permet d'atteindre. La formule de la puissance théorique en vertu des lois de similitude fait ressortir l'effet de fonctions d'élévation au cube.
L'expérience a montré cependant que la puissance nécessaire réelle était voisine d'une fonction d'élévation au carré en raison des effets réels du système (comme la contre-pression statique ou hauteur géométrique de charge) et le frottement, de sorte que la loi de similitude pour la plupart des applications pratiques est alors :
avec :
N = vitesse
Q = débit
P = pression
HP = puissance
Dans la plupart des applications qu'il aura à étudier, un utilisateur devra employer l'approximation de la loi des carrés. Seuls les ventilateurs avec peu ou pas de pression statique, comme par exemple les ventilateurs d'une tour de refroidissement et les ventilateurs de toit avec dôme, ou les pompes sans hauteur géométrique de charge, comme les pompes de refoulement, vont suivre approximativement une fonction d'élévation au cube.
Figure 22 : Approximation par la loi des carrés
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Figure 22
Un graphe avec pour cent de la puissance de 0 à 125 sur l'axe vertical et pourcentage d'écoulement de 0 à 150 sur l'axe horizontal.
Une courbe monte sur le graphique de 0% de la puissance et du débit de 0% et s'élève à puissance de 25% à 50% du débit, puis continue de puissance de 50% à un débit de 75%, puis se termine à la puissance de 95% au débit de 100%.
| % Pressure | % de la pression |
| % Flow | % du débit |
| Power Requirements | Puissance nécessaire |
La méthode de la vitesse réglable permet de contrôler le débit d'une façon qui correspond de près à la courbe du système ou de la charge. À un débit de 50 %, la puissance nécessaire n'est que de 25 %.
Le ventilateur ou la pompe peuvent ainsi créer les résultats souhaités avec le minimum de puissance consommée.
Les deux autres méthodes modifient certains paramètres du système, ce qui se traduit généralement par une diminution du rendement de la machine. C'est pour cette raison que, dans ces méthodes, la puissance appelée est supérieure à celle de la méthode de la vitesse réglable.
Calcul des économies d'énergie
Il convient à présent d'estimer la consommation d'énergie puis de comparer cette consommation pour chacune des méthodes en vue de déterminer les économies d'énergie possibles.
Pour cet exemple, nous avons choisi un ventilateur fonctionnant à 300 tr/min et produisant un débit nominal (100 %) de 2 500 m3/min, avec une puissance de 25 kW sur l'arbre du moteur. Pour les pompes, le calcul devra être effectué de façon similaire, mais avec la courbe de pompe appropriée.
Le ventilateur va fonctionner pendant 8 000 heures par an. Sans méthode de contrôle, la dépense annuelle d'énergie à un coût de 0,10 $/kWh s'élèvera à :
(25 kW) (8 000 h) (0,10 $/kWh) = 20 000 $/an
Pour déterminer les économies éventuelles d'une méthode de contrôle, on doit d'abord établir un profil de la charge. Dans le cas de cet exemple, le profil de charge suivant a été déterminé :
| Débit | Facteur de marche |
|---|---|
| 100% | 20% |
| 75% | 40% |
| 50% | 40% |
Puissance nécessaire
On peut, pour chaque point de fonctionnement, obtenir la valeur de la puissance nécessaire à partir de la courbe du ventilateur (en employant les courbes données précédemment pour chaque méthode de contrôle).
Cette puissance est alors multipliée par le pourcentage de temps pendant lequel le ventilateur fonctionne en ce point. On fait ensuite la somme de ces calculs afin d'obtenir une "puissance pondérée" qui représente la consommation moyenne en énergie du ventilateur.
À partir de la courbe avec registre de refoulement (figure 17), les calculs de la puissance pondérée pour la méthode des registres de refoulement s'établissent comme suit :
| % du débit | Facteur de marche en % | Puissance nécessaire (kW) | Puissance pondérée (kW) |
|---|---|---|---|
| 100 | 20 | 25 (1,00) = 25.0 | 25,0 (0,2) = 5.0 |
| 75 | 40 | 25 (0,96) = 24.0 | 24,0 (0,4) = 9.6 |
| 50 | 40 | 25 (0,88) = 22.0 | 22,0 (0,4) = 8.8 |
| Puissance annuelle moyenne | 23,4 kW | ||
Les calculs de la puissance pondérée pour la méthode des vannes d'entrée modulantes (figure 20) s'établissent comme suit :
| % du débit | Facteur de marche en % | Puissance nécessaire (kW) | Puissance pondérée (kW) |
|---|---|---|---|
| 100 | 20 | 25 (1,00) = 25,0 | 25,0 (0,2) = 5,0 |
| 75 | 40 | 25 (0,73) = 18,3 | 18,3 (0,4) = 9,6 |
| 50 | 40 | 25 (0,60) = 15,0 | 15,0 (0,4) = 6,0 |
| Puissance annuelle moyenne | 20,6 kW | ||
Les calculs de la puissance pondérée pour la méthode de l'entraînement EFV (figure 18) s'établissent comme suit :
| % du débit | Facteur de marche en % | Puissance nécessaire (kW) | Puissance pondérée (kW) |
|---|---|---|---|
| 100 | 20 | 25 (1,00) = 25,0 | 25,0 (0,2) = 5,0 |
| 75 | 40 | 25 (0,55) = 13,8 | 18,3 (0,4) = 5,5 |
| 50 | 40 | 25 (0,25) = 6,3 | 15,0 (0,4) = 2,5 |
| Puissance annuelle moyenne | 13,0 kW | ||
Le coût annuel de fonctionnement pour les trois méthodes de contrôle est le suivant :
Registres de refoulement : 23,4 kW x $0,10/kWh x 8000 heures = 18 720 $
Registres d'aspiration : 20,6 kW x $0,10/kWh x 8000 heures = 16 480 $
Contrôle par EFV : 13,0 kW x $0,10/kWh x 8000 heures = 10 400 $
Les économies de ces méthodes de contrôle sont alors les suivantes :
| Méthode de contrôle | Coût de fonctionnement annuel | Économies annuelles |
|---|---|---|
| Aucun | 20 000$ | 0 |
| Registres de refoulement | 18 720$ | 1 280$ |
| Registres d'aspiration | 16 480$ | 3 520$ |
| Contrôle par EFV | 10 400$ | 9 600$ |
Dans les calculs qui précèdent, nous avons utilisé un simple coût "mixte" pour l'électricité. La façon dont votre distributeur d'énergie vous facture l'électricité dépend de plusieurs facteurs dont notamment la demande, l'énergie, la durée d'utilisation et certains autres facteurs. Communiquez avec le représentant de votre distributeur d'électricité local pour obtenir plus de détails sur la façon de calculer votre coût de l'électricité.
Logiciels d'économies des EFV
Des logiciels sont proposés par plusieurs fabricants et fournisseurs d'EFV, et parfois par des entreprises d'électricité locales, et également des organismes gouvernementaux.
Ce type de ressource se révélera fort utile pour l'estimation des économies d'énergie et pour étudier les différentes options de contrôle disponibles. Plusieurs de ces logiciels permettent d'entrer les caractéristiques complètes d'un système, si elles sont accessibles, et de réaliser ainsi une analyse encore plus précise.
Chaque logiciel source suppose une compréhension de base de la technologie des EFV et une connaissance approfondie de l'application envisagée.
c. Surveillance et vérification
Avant la mise en œuvre du projet, il importe d'établir un plan de mesures et vérifications (M&V) pour plusieurs raisons dont notamment :
- Établir la preuve que les économies estimées peuvent être atteintes.
- Satisfaire aux exigences concernant les initiatives d'incitation à la conservation de l'énergie et à la gestion de la demande.
- Obtenir l'appui pour de futurs projets par la concrétisation du succès.
Les économies d'énergie se déterminent par la comparaison de la consommation d'énergie avant la mise en œuvre du projet (scénario de référence) avec la consommation après la mise en place des mesures de conservation de l'énergie (après réalisation du projet).
Pour une détermination adéquate des économies d'énergie, on devra tenir compte des changements altérant la consommation, mais qui ne découlent pas des mesures de conservation. Les corrections vont varier selon l'application et comprendront des facteurs tels que les conditions météorologiques, le produit et les périodes d'utilisation propres au scénario de référence d'une part, et à la période après installation des mesures de conservation d'autre part.
De façon générale, les activités de mesures et vérifications (M&V) se succèdent selon les étapes suivantes :
- Définir les conditions de référence avant installation, incluant notamment :
- Les équipements et systèmes
- La consommation d'énergie de référence (et le coût)
- Les facteurs influant sur la consommation d'énergie de référence.
- Définir la situation après réalisation du projet, y compris :
- Les équipements et systèmes
- La consommation d'énergie après réalisation du projet (et le coût)
- Les facteurs influant sur la consommation d'énergie après réalisation du projet.
- Faire appel, pour les évaluations après réalisation du projet, à des examens sur place, à des mesures ponctuelles, à court terme ou à long terme, et/ou à des analyses des données de facturation.
- Procéder aux activités (M&V) de façon suivie afin de vérifier le fonctionnement des équipements et des systèmes installés, déterminer les économies de l'année courante, et estimer les économies pour les années à venir.
Note:l'adjonction d'un EFV fait souvent partie de la modernisation d'un équipement.
Ceci peut avoir une incidence sur le débit du procédé ou les activités connexes. Il est important que la consommation d'énergie après réalisation du projet soit uniformément corrigée de façon à correspondre aux conditions de fonctionnement qui prévalaient avant l'installation.
Le processus de mesures et vérifications peut s'avérer assez complexe et la réussite du projet EFV en cours (ou des futurs projets en efficacité énergétique) peut tenir à un processus de mesures et vérifications précis et détaillé. Ce processus doit être inclus dans les coûts du projet. Afin d'assurer que les mesures soient faites de façon correcte, on recommande de confier cette tâche à un spécialiste chevronné. Les coûts associés aux mesures et vérifications peuvent en principe être récupérés sur des programmes d'incitation en vigueur.
Le Guide de mesure des économies d'énergie publié par CEATI International fournit des détails sur le processus d'exécution des mesures et vérifications d'un projet.
d. Rendement du système
Le rendement d'un système se définit comme le rapport entre nombre d'unités de produit fabriquées par le système et l'énergie électrique consommée par ce dernier. Pour déterminer la différence, soustraire le rendement de l'ancien système de celui du nouveau.
Si le résultat est négatif, cela signifie que le rendement a diminué depuis l'optimisation du système. Le résultat devrait toujours être positif.
e. Rendement électrique
L'amélioration de l'efficacité électrique peut être déterminée en comparant la consommation électrique mesurée pour le scénario de référence avec l'utilisation d'énergie électrique déterminée lors des mesures d'évaluation du projet.
Amélioration du rendement = Rendement après projet - Rendement de référence
f. Coût par unité de produit
Ce calcul intègre les données de facturation afin de pouvoir quantifier l'optimisation en dollars. À l'aide de la formule présentée dans le cas de référence, utiliser les données de mesures après réalisation du projet.
[Frais liés à la demande pour le moteur + (kWh OP x tarif OP + kWh FP x tarif FP)]
Divisé par :
nombre d'unités produites quotidiennement
Tarif OP = coût par kWh de consommation aux heures de pointe
Tarif FP = coût par kWh de consommation aux heures creuses
Pour comparer avec le cas de référence, soustraire le chiffre correspondant à ce dernier du chiffre après optimisation. Si le résultat est négatif, le coût par unité de produit a alors augmenté. Le résultat devrait toujours être positif.
g. Fiabilité et entretien
Les dispositifs électroniques à semi-conducteurs des EFV ne nécessitent pratiquement aucun entretien.
La plupart des fabricants d'entraînements munissent leurs appareils de systèmes de diagnostic intégrés, ainsi que de relais et fusibles de protection.
Lorsqu'un entretien est nécessaire, il est préférable de faire appel à du personnel expérimenté pour la recherche des pannes et la réparation de l'entraînement.
L'entretien courant pourra comprendre le nettoyage et/ou le remplacement des filtres lorsque cette activité est ajoutée aux activités d'entretien électrique normales comme le nettoyage et l'inspection sur une base régulière.
Lors de la réparation de moteurs fonctionnant avec des EFV, si un rebobinage est nécessaire, l'atelier de réparation devra utiliser du fil de bobinage pour "moteur pour entraînement à vitesse variable". Par ailleurs, on devra éviter de réduire le nombre de spires dans les groupes de bobines, car cela provoquerait une augmentation de la contrainte électrique par spire dans l'enroulement.
Si le moteur a subi une défaillance suite à une surchauffe, on devra déterminer si le système de refroidissement de ce moteur est suffisant. Deux solutions sont envisageables : l'installation d'un ventilateur de refroidissement extérieur ou le surdimensionnement du moteur.
Votre fournisseur d'entraînements ou votre atelier de réparation sera en mesure de vous fournir l'assistance voulue pour tout problème d'entretien.
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