Résolution des problèmes de qualité de l'énergie sur les sites photovoltaïques : une étude de cas

De nombreuses usines de soudage de fer utilisent désormais l'énergie solaire pour réaliser des économies. Cependant, l'installation de systèmes photovoltaïques peut engendrer de nouveaux problèmes électriques. Un site a ainsi dû faire face à d'importantes amendes mensuelles en raison d'une chute de son facteur de puissance. Cet article explique comment nous avons résolu ce problème grâce à une technologie de pointe.

Le défi du faible facteur de puissance

Le site compte cinq transformateurs principaux. Les transformateurs T1 à T4 alimentent les charges de l'usine. Le transformateur T5 est dédié à la production d'énergie photovoltaïque. L'année dernière, le site a payé 4 100 $ d'amendes. Suite à l'ajout d'équipements photovoltaïques, les amendes ont augmenté. Ces derniers temps, les amendes mensuelles ont oscillé entre 2 800 $ et 4 100 $.

L'usine utilise des armoires à condensateurs pour la puissance réactive. Ces armoires fonctionnent bien pour les charges standard. Cependant, les systèmes photovoltaïques modifient la façon dont le réseau électrique perçoit l'énergie. La majeure partie de la demande de l'usine est désormais couverte par l'énergie solaire, ce qui réduit la puissance active prélevée sur le réseau.

Le compteur électrique ne mesure que la puissance active directe. Il ne mesure pas correctement la puissance inverse. De ce fait, le facteur de puissance mesuré semble bien inférieur à la réalité. Par ailleurs, les anciennes batteries de condensateurs réagissent trop lentement aux variations de la production solaire.

Analyse des données d'essais sur site

Nous avons testé le circuit basse tension des cinq transformateurs. Nous avons constaté plusieurs problèmes lors de notre visite sur site. Vous trouverez ci-dessous les données issues de nos tests initiaux.

Nos tests ont révélé une distorsion harmonique élevée du courant. Les harmoniques 5 et 7 dépassaient les seuils de sécurité. Ce phénomène est dû à la résonance des armoires de condensateurs. La résonance peut endommager les équipements et générer un échauffement.

La solution SVG recommandée

Pour corriger les pénalités, le site nécessitait un contrôle précis. Nous avons recommandé un générateur statique de puissance réactive (GSP). ¹² Un SVG utilise la technologie IGBT moderne. Il génère un courant qui annule instantanément la puissance réactive.

Les besoins actuels en puissance réactive sont d'environ 200 kvar. Nous avons suggéré une SVG de 400 kvar pour le transformateur T1. Cela permet un développement futur du parc.

Le SVG Il prélève des données côté haute tension, puis effectue une compensation en temps réel côté basse tension. ¹⁶ Cette méthode est beaucoup plus rapide que l'utilisation de vieux condensateurs.

Fonctionnalités et performances SVG

Le SVG offre de nombreux avantages pour les sites industriels. Il répond en moins de 5 millisecondes et peut gérer l'alimentation inductive et capacitive.

Le générateur de signaux vectoriel (SVG) est très performant et précis. Il maintient le facteur de puissance au-dessus de 0,99. Il filtre également les harmoniques nuisibles que nous avons détectées.

Résultats concrets en matière de rémunération

Nous avons testé le site pendant trois jours après l'installation. Les résultats ont été excellents. Le facteur de puissance est resté proche de 1,00.

La puissance réactive a chuté de 200 kvar à 20 kvar. Le site n'est plus soumis à des pénalités coûteuses. Le réseau électrique est désormais stable et sûr.

L'utilisation d'un SVG est la meilleure façon de gérer les installations solaires. Elle protège votre équipement des résonances et vous évite de payer des pénalités pour facteur de puissance.