Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

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Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par renophil le Sam 10 Aoû 2013 - 10:29

Bonjour,

Lors d'une charge complète de 31% à 100% de ma zoé avec une borne de charge 3 kW Schneider, j'ai enregistré les différentes valeurs électriques pour mieux comprendre comment ce passe la charge et notamment comment elle évolue entre 98 et 100%.

La courbe de la puissance active est la suivante :
On peut noter que de 31% à 98% la charge est constante   2800W (15 A) puis baisse progressivement jusqu'à 600W entre 98 et 100%


Maintenant en superposant la puissance active en vert avec les puissances apparente en gris et réactive en jaune voici le résultat :
la puissance apparente, S = U*I est constante jusqu'à 98%, 3400 VA (15A) puis baisse peu de 98 à 100% pour terminer  à 2400 VA (10 A).
la puissance active, P = U*I*cos phi  chute de façon importante de 2800 W à 600 W entre 98 et 100%
En contrepartie, la puissance réactive (inductive exactement) Q = U*I sin phi est stable  à 1900 var jusqu'à 98% puis augmente  pour terminer  à 2300 var en fin de charge.
On note donc qu'en fin de charge , pour 600 w de charge, on consomme réellement 4 fois plus,  2400 VA (10 A) dont 2300 var. Bien sûr, nous ne payons au fournisseur d'électricité que les W (kWh), le reste (kVAh) n'étant pas facturé;
Par contre cette partie réactive bien présente "'inutile" a tendance à faire chauffer les conducteurs et les prises et c'est une des raisons qui a dû pousser Renault à imposer le branchement de la ZOE sur des bornes de charge bien câblées directement depuis le tableau électrique avec des sections de fils correctes plutôt que sur des prises 10-16 A standard peut-être mal câblée.


renophil

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Vincent le Dim 11 Aoû 2013 - 22:09

Très instructif, quelqu'un à une explication technique de cette augmentation de puissance réactive?

Vincent

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Passant_Mbr le Dim 11 Aoû 2013 - 22:43

Je me pose quelques questions de base d'electrotechnique : normalement, toutes ces belles notions de puissance active, reactive et de cosinus phi sont valables en regime sinusoidal linéaire etabli.

La puissance réactive n'est pas considérée comme réellement consommée car la puissance absorbée pendant une demi-alternance sera restituée au réseau à la suivante.

Mais que se passe-t-il dans un fonctionnement type "boost converter" ou, d'une part, les alternances sont redressées et, de plus, une fois que la bobine à absorbé de l'energie, on la lui fait restituer non pas au reseau, mais à la charge (batterie) ? De plus, comme on consomme par à coups successifs, on pourrait considérer qu'on est quasiment toujours hors du regime établi...

Les notions classiques sont -elles alors toujours applicables dans de telles conditions?


Dernière édition par Passant_Mbr le Lun 12 Aoû 2013 - 12:19, édité 1 fois

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par TomC le Lun 12 Aoû 2013 - 1:02

La puissance active est définie par P=1/T*somme 0-->T (U(t)*I(t)) dt
donc cela a un sens quelle que soit la forme de la tension et du courant
La puissance apparente est définie par le produit de la valeur efficace de la tension fois la valeur efficace du courant,
donc là aussi on peut définir cette valeur même en régime non sinusoïdal.
La puissance réactive peut être définie par convention à partir des deux précédentes par Q²=S²-P²
Et enfin on parle plutôt de facteur de puissance que de cos phi, (puisque il n'y a plus vraiment d'angle entre deux signaux quelconques !) , et il est égal à P/S

Quant à l'augmentation de la puissance réactive en fin de charge, je suppose (mais sans preuves...) qu'elle est due au dispositif d'équilibrage des cellules, car pour les équilibrer, on dérive le courant des cellules les plus chargées dans une inductance.

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Passant_Mbr le Lun 12 Aoû 2013 - 23:37

Petite explication claire sur la généralisation des concepts classiques, merci TomC.

On voit bien comment un appareil procédant par integration numérique pourrait effectuer ces mesures.

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Ughy le Lun 12 Aoû 2013 - 23:53

@renophil a écrit:On note donc qu'en fin de charge , pour 600 w de charge, on consomme réellement 4 fois plus,  2400 VA (10 A) dont 2300 var. Bien sûr, nous ne payons au fournisseur d'électricité que les W (kWh), le reste (kVAh)  n'étant pas facturé;
Remarques en vrac:
- Il me semble que ce n'est pas si simple non? N'avons nous pas une obligation de ne pas trop consommer de puissance reactive? (limite qu'on ne dépasse pas en chargeant notre Zoé j'imagine?)
- Dans le cas d'un professionnel en tarif jaune ou tarif vert, la puissance reactive est facturée... (chère de mémoire)

Bref, je me demande si il ne vaudrait pas mieux arreter la charge quand ca arrive à 98%... surtout si on charge au boulot...??

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par TomC le Mar 13 Aoû 2013 - 10:04

EDF tolère (sans supplément...) une tangente phi inférieure à 0.4 (soit un cos phi supérieur à 0.93)

Pendant la charge, on a une tangente phi de 1900/2800=0.68, mais il suffit de consommer 2000W de plus sur le réseau pour être dans les normes : 1900/(2800+2000)= 0.4;
En fin de charge, il faudrait consommer 5150W : 2300/(600+5150)=0.4

Donc à partir du moment où la Zoe n'est pas seule sur le réseau, le facteur de puissance peut être amélioré du fait des autres appareils branchés sur le réseau et qui ont un meilleur cos phi.

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par CROLLES le Mar 13 Aoû 2013 - 10:55

@renophil a écrit:Bonjour,

La courbe de la puissance active est la suivante :



Bonjour
Intéressant, passionnant même !
Merci
Je me demande ce que c'est le "dip" qu'on, voit au milieu de la courbe au bout de 60'?
Manifestement un creux assez bref de la puissance active.
Je l'ai également enregistré mais suis bien en peine de l'expliquer
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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par kevinvidia le Mar 13 Aoû 2013 - 10:57

C'est un test du calculateur pour voir si tout ce passe bien (j'imagine) lol

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Passant_Mbr le Mar 13 Aoû 2013 - 12:33

@TomC a écrit:EDF tolère (sans supplément...) une tangente phi inférieure à 0.4 (soit un cos phi supérieur à 0.93)

Pendant la charge, on a une tangente phi de 1900/2800=0.68, mais il suffit de consommer 2000W de plus sur le réseau pour être dans les normes : 1900/(2800+2000)= 0.4;
En fin de charge, il faudrait consommer 5150W : 2300/(600+5150)=0.4

Donc à partir du moment où la Zoe n'est pas seule sur le réseau, le facteur de puissance peut être amélioré du fait des autres appareils branchés sur le réseau et qui ont un meilleur cos phi.
 De nuit les 2000w peuvent être couvert par le chauffeau eau electrique, mais chez moi ca va être le seul autre gros consommateur en été, et il n'est pas dit que sa consommation se maintienne durant toute la charge de la Zoé En fin de charge s'il faut consommer 5 kW, ça reviendrait probablement moins cher de payer un supplément pour le mauvais cos Phi, non (sans compter l'aspect écologique) ? De plus quel barême appliquer pour des dépassements limités en temps et qui ne representent pas une caractéritique permanente de l'installation?


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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par Rxm1t le Mar 13 Aoû 2013 - 21:47

Je suis en triphasé, charge à 3*20A (13,8 KW) et mes relevés donnent le même résultat.
J'ai aussi le "dip" a un moment donné de la charge et en fin de charge la puissance réelle n'est plus que de 1,4 KW pour une puissance apparente de 7,3 KW. L'intensité ne descend jamais en dessous de 10 A par phase.




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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par renophil le Mar 13 Aoû 2013 - 23:06

@CROLLES a écrit:
@renophil a écrit:Bonjour,

La courbe de la puissance active est la suivante :



Bonjour
Intéressant, passionnant même !
Merci
Je me demande ce que c'est le "dip" qu'on, voit au milieu de la courbe au bout de 60'?
Manifestement un creux assez bref de la puissance active.
Je l'ai également enregistré mais suis bien en peine de l'expliquer
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Cette chute de puissance au bout de 62 min fait passer la charge de 14,5 A à 10,5 A , je crois que ça s'est produit au moment où la pompe à chaleur s'est mise en route pendant une minute. Je referai une mesure.


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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par MINI031FRANCE le Mer 14 Aoû 2013 - 16:15

@renophil a écrit:
@CROLLES a écrit:
@renophil a écrit:Bonjour,

La courbe de la puissance active est la suivante :



Bonjour
Intéressant, passionnant même !
Merci
Je me demande ce que c'est le "dip" qu'on, voit au milieu de la courbe au bout de 60'?
Manifestement un creux assez bref de la puissance active.
Je l'ai également enregistré mais suis bien en peine de l'expliquer
Cdlt
Very Happy
Cette chute de puissance au bout de 62 min fait passer la charge de 14,5 A à 10,5 A , je crois que ça s'est produit au moment où la pompe à chaleur s'est mise en route pendant une minute. Je referai une mesure.

très intéressant ces courbes.
La box a peut être un étage d'entrée qui commute après un certain niveau de charge ?

A=

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Re: Analyse graphique d'une recharge avec borne de charge 3kW

Message par TomC le Mer 14 Aoû 2013 - 22:00

@Passant_Mbr a écrit:De nuit les 2000w peuvent être couvert par le chauffeau eau electrique, mais chez moi ca va être le seul autre gros consommateur en été, et il n'est pas dit que sa consommation se maintienne durant toute la charge de la Zoé En fin de charge s'il faut consommer 5 kW, ça reviendrait probablement moins cher de payer un supplément pour le mauvais cos Phi, non (sans compter l'aspect écologique) ? De plus quel barême appliquer pour des dépassements limités en temps et qui ne representent pas une caractéritique permanente de l'installation?
Bien sur, il ne s'agit pas d'allumer des appareils pour se mettre en règle...
En fait le problème se pose surtout pour les entreprises qui ont souvent des charges plutôt inductives, comme des moteurs ou autre. Pour facturer dans ce cas, EDF pose tout simplement un compteur de kVAr.h, ce qui incite les entreprises à investir dans des moyens de compensation, comme par exemple des batteries de condensateurs.
Au niveau domestique, tu peux aussi compter sur le chauffe-eau de tes voisins pour améliorer le cos phi au niveau du transfo EDF qui alimente le quartier...

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