Dans les bâtiments commerciaux et les installations industrielles, les coûts énergétiques peuvent augmenter rapidement, surtout lorsque des systèmes d'éclairage anciens sont en place, que les moteurs vieillissent et que les conduites d'air comprimé qui serpentent autour de l'usine commencent à fuir, ce qui entraîne des efforts inutiles des compresseurs.
Dans la plupart des cas, les fournisseurs d'électricité ajoutent un facteur de puissance et exigent des pénalités pour les clients dont les systèmes d'alimentation ont des charges réactives qui font passer une tension et un courant hors de phase sur le réseau. Le facteur de puissance est parfois comparé à la mousse de la bière que les barmans doivent enlever. En poussant l'analogie, le bar (fournisseur) ferait payer le client pour s'occuper de la mousse de la bière.
Les études énergétiques sont confiées à des consultants spécialisés ou réalisées en interne, avec l'idée que le coût du service peut être compensé par les économies obtenues en identifiant la façon de gérer le facteur de puissance et les endroits où des équipements plus efficaces sont justifiés.
Souvent, des appareils de mesures monophasés sont utilisés lors de ces études. Ces enregistreurs ne fournissent en général que des mesures de l'intensité et peut-être des mesures de tensions sur une période de temps donnée. La vraie puissance est donc dérivée en utilisant un autre testeur pour une vérification ponctuelle sur l'alimentation, puis calculée. Les calculs expriment des kilowattheures puis finalement des économies financières potentielles.
Se soulager d'un processus fastidieux
« Le problème de ce processus est qu'il ne prend pas en compte la variabilité de différentes choses, comme la variabilité de la tension et du facteur de puissance, donc vous faites l'hypothèse que certaines variables sont fixes et constantes, alors qu'elles ne le sont peut-être pas », déclare Mark Nieman, responsable en ingénierie de l'énergie chez McKinstry, une entreprise de services énergétiques à Seattle, aux États-Unis.
Avec l'enregistreur de qualité d'énergie triphasé Fluke 1730, les consultants, les électriciens de l'usine et les entrepreneurs-électriciens ont désormais un outil puissant, mais qui reste simple pour enregistrer les paramètres de puissance et les harmoniques, ainsi que capturer les événements de tension qui peuvent mettre en avant le gaspillage d'énergie électrique.
« Le 1730 est un enregistreur de qualité d'énergie TRMS », indique Mark Nieman. « Nous l'utilisons pour établir des données de référence pour la consommation d'énergie d'un équipement typique dans des bâtiments commerciaux. Donc nous l'utilisons si nous voulons savoir si un système de ventilation module correctement le débit ou ce qu'un système de pompe utilise en énergie, ou encore si des compresseurs font un cycle normal dans un équipement. »
C'est un outil qui s'utilise en quelques minutes et comprend un affichage en couleurs et des sondes de courant flexibles. « C'est l'un des enregistreurs les plus faciles à utiliser que j'aie jamais vus », déclare Mark Nieman. « Les câbles TC sont fins et faciles à placer autour des conducteurs dans des zones étroites. »
L'enregistreur aide à gagner en visibilité sur ce qui se passe dans les systèmes électriques. « La fonction d'enregistrement nous permet de sauvegarder des données n'importe où, de deux semaines à un mois ou plus », ajoute Mark Nieman. « Et nous pouvons utiliser ces données pour nos bases de référence utilisées dans les calculs d'économie d'énergie. »
Le 1730 mesure la tension, le courant, la puissance et le facteur de puissance, ainsi que toutes les valeurs associées.
Téléchargement de données facile
Une fois que toutes les données sont capturées, elles peuvent être téléchargées, via une clé USB ou tout autre périphérique USB, sur un ordinateur pour une analyse plus approfondie.
Le logiciel Fluke Energy Analyze aide à déterminer les économies d'énergie potentielles.
« J'utilise ce programme pour regarder la vue du calendrier de la modulation de la demande de l'appareil que je teste », note Mark Nieman. « On peut également obtenir de bons tableaux récapitulatifs. »
Les données peuvent être exportées vers une feuille de tableur, où elles peuvent être mises en corrélation avec d'autres ensembles de données afin d'obtenir une analyse plus approfondie, comme les données de température dans le cas d'un système HVAC. Toutes les analyses peuvent alors être compilées pour faire un rapport au client ou aux responsables de l'entreprise et proposer des mesures correctives possibles, comme l'ajout d'une batterie de condensateurs pour corriger le facteur de puissance, l'achat et l'installation de nouveaux moteurs ou variateurs de fréquence ou bien d'autres actions.
Une fois que ces mesures sont réalisées, vous pouvez utiliser le 1730 pour vérifier que les systèmes fonctionnent comme cela a été prévu par l'équipe qui a lancé l'étude. Vous pouvez générer un rapport sur la consommation d'énergie actuelle après coup. « Nous avons découvert que les économies d'énergie correspondantes peuvent varier de quelques centaines de dollars à des centaines de milliers de dollars pour un client commercial important », a déclaré Mark Nieman.
En tant que société de services énergétiques, McKinstry fournit des garanties de performance liées aux projets, alors obtenir des données correctes est vital et leur livraison est requise dans les termes du contrat.
« Comme l'enregistreur est très facile à utiliser, vous gagnez du temps en termes de déploiement. Et la qualité des données est meilleure, donc vous n'avez pas à faire de calculs compliqués. Il devient plus facile d'étayer des conclusions dans vos reports, lorsque vous travaillez avec des fournisseurs d'énergie, pour obtenir des remises et d'autres choses du genre. Selon la taille du travail, vous pouvez facilement économiser entre 4 et 20 heures sur chaque tâche, grâce à la qualité des données et la facilité de lancement de l'étude et d'obtention de données. »
46 000 $ d'économies
En effet, dans le cas d'un laboratoire dans la région de Seattle, le 1730 a permis de réaliser des économies substantielles au niveau des coûts d'électricité ainsi que d'obtenir une remise du fournisseur d'énergie local.
L'enregistreur a révélé des inefficacités et a justifié l'achat d'un nouveau système de traitement d'air avec récupération de chaleur, d'un éclairage mis à niveau et de nouvelles boîtes de raccordement HVAC.
« Lors de ce projet, les économies électriques s'élevaient à 111 000 kilowattheures, a déclaré Mark Nieman. Sur la base des tendances que j'ai observées avec l'enregistreur, nous avons obtenu un paiement unique du fournisseur d'énergie de 42 000 $ et une économie année après année au taux actuel de 46 000 $. C'est un projet sur lequel nous avons utilisé l'outil Fluke. »
Ces économies proviennent de la surveillance de toutes les branches d'entrées du courant triphasé pour l'alimentation et les ventilateurs d'extraction du système de traitement d'air. Ces ventilateurs disposaient déjà de variateurs de fréquence anciens en fin de vie, mais le système existant ne permettait pas beaucoup de modulation dans le système et n'était pas capable d'économiser autant d'énergie que possible. L'ajout des boîtes de raccordement et du nouveau système de traitement de l'air permettra de moduler le système et d'économiser de l'énergie.