La nécessité des dispositifs de correction du facteur de puissance dans la conception électrique moderne

Les réseaux électriques modernes sont confrontés à des caractéristiques de charge de plus en plus complexes, et les batteries de condensateurs pour l'amélioration du facteur de puissance sont devenues un élément indispensable de la conception. L'importance de cette configuration technique découle à la fois des lois physiques du fonctionnement du réseau et de considérations économiques.

Les bâtiments modernes utilisent largement des charges non linéaires telles que les climatiseurs à fréquence variable, l'éclairage LED et les équipements informatiques, qui génèrent une puissance réactive importante en fonctionnement. Grâce à des dispositifs de correction de puissance, la puissance réactive inductive générée par les charges inductives peut être compensée par la commutation des batteries de condensateurs ou par l'utilisation d'une technologie de compensation active, ce qui permet de synchroniser le courant et la tension du réseau.

Un faible facteur de puissance non compensé entraîne une augmentation du courant apparent dans les lignes d'alimentation. Les transformateurs de distribution, les câbles, les disjoncteurs et autres équipements doivent être dimensionnés en fonction de cette augmentation de courant, ce qui accroît directement les coûts du projet. Améliorer le facteur de puissance de 0,7 à 0,95 permet de réduire le courant de ligne d'environ 26 %, optimisant ainsi la capacité des équipements et les coûts d'investissement.

Les fournisseurs d'énergie mettent en œuvre un système d'évaluation du facteur de puissance pour les utilisateurs industriels et commerciaux. Lorsque le facteur de puissance moyen mensuel est inférieur à la valeur standard, des frais supplémentaires sont facturés sur la consommation d'électricité ; à l'inverse, des réductions sont accordées si le facteur est supérieur à la valeur standard. Le retour sur investissement des systèmes de correction du facteur de puissance pour alimentations industrielles est généralement de 12 à 18 mois, ce qui en fait un moyen efficace pour les entreprises de réduire leurs coûts d'électricité.

Les pertes en ligne dans les réseaux de distribution électrique sont directement proportionnelles au carré du courant ; l'amélioration du facteur de puissance réduit considérablement ces pertes. Pour les utilisateurs dont la consommation annuelle d'électricité dépasse 1 million de kWh, les économies d'énergie réalisées grâce à la réduction des pertes en ligne peuvent atteindre 2 % à 5 % du coût total de l'électricité, et la valeur économique générée à long terme dépasse largement l'investissement initial dans l'équipement.