Écrêter par le groupe électrogène (ou “peak-shaving”)

Le fonctionnement du groupe électrogène permet de maintenir la courbe des kWh réseau en-dessous d’une courbe imposée.

Un nombre de kWh maximum sur le 1/4 d’heure, c’est un nombre maximum de kW pour la pointe 1/4 horaire.

Le fonctionnement ou écrêtage nécessite l’installation d’automatisme de contrôle et de protection :

• Commande du groupe
  L’enclenchement du groupe électrogène est réalisé en fonction de l’inclinaison de la pente de la courbe de la consommation. En effet, cette pente permet de prévoir le dépassement de l’énergie maximum pendant le 1/4 heure, et donc de la pointe quart horaire.

• Protection de découplage
  En principe, la puissance fournie par le groupe doit être contrôlée, afin d’éviter le retour d’énergie vers le réseau.
  En cas de coupure du réseau de distribution, le groupe électrogène doit être découplé du réseau. À cette fin, un ensemble de relais est à mettre en place pour contrôler et comparer la fréquence, la tension et le synchronisme des phases.
  Lors du retour du réseau, la mise en parallèle ne peut s’effectuer qu’après contrôle du synchronisme. En effet, le groupe électrogène n’a plus sa référence au réseau et perd donc son synchronisme.

• Protection directionnelle
  Dans le mode de fonctionnement en écrêtage, si la puissance fournie par le groupe électrogène est largement inférieure à la pointe, le retour d’énergie vers le réseau est peu probable. Toutefois si l’on cherche à optimiser la rentabilité et le fonctionnement en augmentant la puissance fournie par le groupe, il est possible en fonction de l’évolution des charges qu’un retour d’énergie vers le réseau apparaisse et provoque ainsi le déclenchement du système.
  Pour éviter cela, il doit être admis par le distributeur le retour d’énergie vers le réseau. Cette possibilité est fonction de la “situation” de l’installation dans le réseau du distributeur.
  Par situation il faut comprendre “situation électrique”, c’est-à-dire : quelle charge, quelle cabine réseau, quel type d’utilisateur, …? Cette autorisation est donc accordée ou non par le distributeur.
  Ce phénomène peut également apparaître lorsque l’énergie renvoyée au réseau est du type réactive dans le cas d’une surcompensation (cos phi > 1).

• Automates programmables
  Les constructeurs de groupe électrogène utilisent aujourd’hui des automates programmables qui gèrent l’ensemble du fonctionnement du groupe. Ces systèmes sont également prévus pour être supervisés par des installations de gestion technique centralisée (GTC).

Bilan énergétique

La production d’électricité au moyen d’un groupe électrogène (rendement électrique inférieur à 35 %) entraîne une consommation d’énergie primaire supérieure à la production d’électricité par les centrales électriques (rendement moyen de 38 %, maximum de 55 %). Il est résulte une augmentation de la production de CO₂. En ce sens, elle doit être déconseillée.

Pour réaliser une économie d’énergie primaire en étant autoproducteur  d’électricité, il faut récupérer de façon utile la chaleur produite par le moteur. On ne parle plus alors de “peak-shaving” mais de “cogénération”.

Rentabilité financière

Pour analyser la rentabilité économique d’un projet, différents facteurs interviennent dont essentiellement le type de tarification en vigueur, le profil de charge de l’installation et surtout la présence préalable d’un groupe électrogène pour des raisons de sécurité électrique.

Généralement, on arrive à la conclusion que d’installer un groupe électrogène uniquement dans le but d’effacer la pointe quart horaire conduit donc à une rentabilité trop longue. Une rentabilité correcte peut être atteinte si on dispose déjà d’un groupe de secours.

Dans le cas de beaucoup trop d’hôpitaux, les groupes de secours sont “juste là pour au cas où”. Soit ils sont de temps en temps testés à vide afin de voir si déjà ils démarrent (ce qui n’est pas mal en soi !), soit rarement testés en charge afin de contrôler le bon fonctionnement de tout l’automatisme et la capacité du groupe à supporter la charge.

L’écrêtage est donc une occasion unique de pouvoir à la fois tester en situation réelle la reprise de la charge électrique par le groupe électrogène et de réduire l’appel de puissance du bâtiment. Qu’on se le dise !