Ressources Tarification de l énergie électrique «BT et HTA»... BTS ETT Introduction

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1 1.1 Présentation. 1 Introduction Ce document reprend les grands principes de tarification de l énergie électrique par son principal fournisseur E.D.F.. Il faut toutefois noter que ces principes risquent d être modifiés dans un avenir proche puisqu à partir du 1 er Juillet 2007 la totalité des consommateurs pourra choisir son fournisseur d énergie. 1.2 Analyse de la consommation. L'analyse des courbes ci-dessus, montre que la consommation d'électricité varie de façon horo-saisonnière. La demande est plus forte en hiver qu'en été, elle fluctue également au cours de la journée. Consommation annuelle Puissance (MW) :30 02:30 04:30 06:30 08:30 10:30 12:30 Heures 14:30 16:30 18:30 20:30 22:30 01/02/ /08/2004 Ces courbes de consommation ont été tracées à partir des données disponibles sur le site du gestionnaire du réseau français : RTE. Les pointes de consommation, bien que prévisibles (il fait plus froid en février qu en août!), surviennent à des dates difficilement localisées, car elles résultent soit de vagues de froid, soit d'événements les plus divers. Pour toutes ces raisons EDF doit posséder et entretenir des équipements ne fonctionnant que quelques heures par an. EDF incite donc les usagers à réduire leur consommation lors des pointes en proposant pour les différents tarifs de nombreuses options visant à dissuader les usagers de consommer de l'électricité lorsque la demande est la plus forte. (Revoir les cours antécédents sur les moyens de production ) 1/12

2 1.3 Principes généraux. Le kwh produit au cours d'une journée de pointe en hiver mobilisera les moyens de production les plus coûteux (centrales thermiques essentiellement), ce qui sera répercuté dans sa facturation. Pour éviter l'utilisation de ces moyens de production, EDF a mis en place des dispositions tarifaires de plus en plus complexes. L'ensemble de ces dispositions incite les utilisateurs à adapter leur besoin en puissance et en énergie aux périodes les plus favorables pour EDF. Les clients peuvent choisir l option qui est la mieux adaptée à leurs caractéristiques de consommation, en particulier à leurs possibilités de modulation tout au long de l année. A chaque catégorie tarifaire correspond : une tension d alimentation de référence : basse tension pour les tarifs Bleu et Jaune, HTA pour le tarif Vert A... des barèmes tarifaires. Le choix entre les catégories Bleu, Jaune et Vert se fait en principe en fonction des besoins de puissance du client : puissance maximale de 0 à 36 kva : catégorie Bleu puissance maximale de 36 à 250 kva : catégorie Jaune puissance maximale à partir de 250 kw : catégorie Vert. Remarque : kva et kw Problème de l énergie réactive Position du problème. En distribution classique l ensemble des récepteurs absorbe une énergie qui se décompose généralement en une partie active qui se transforme en chaleur, lumière ou mouvement et une partie réactive qui, elle, sert simplement à magnétiser les enroulements des bobines, des transformateurs ou des moteurs Solutions. Le seuil fixé par EDF pour la valeur minimale du facteur de puissance est cos(φ) = 0,93 (tg(φ) = 0,4). En dessous de cette valeur la consommation d'énergie réactive est facturée au prix moyen de 13,23 centimes/kvarh. 2/12

3 L'amélioration du facteur de puissance est obtenue par l'utilisation de condensateurs (voir le cours de physique appliquée). Les condensateurs consomment une puissance réactive négative. Un bilan de la puissance réactive consommée par une installation est nécessaire pour déterminer la puissance des condensateurs à mettre en place. Les factures EDF donnent pour les tarifs vert et jaune les valeurs du facteur de puissance. La puissance réactive Qc nécessaire à la compensation est calculée d'après la relation suivante : Qc = P [tg(φ) - 0,4] 2 Le tarif bleu. 2.1 Eléments de tarification avec tg(φ) valeur relative au facteur de puissance existant ; avec P la puissance active consommée, en W. Il y a deux éléments de tarification : une prime fixe qui est fonction de la puissance souscrite le prix des kwh consommés. La puissance souscrite dépend des besoins du client. 2.2 Options Option "Heures Creuses" Il est possible de souscrire l'option "Heures Creuses" pour les abonnements supérieurs à 3 kva. Avec cette tarification les consommations en heures creuses (8 heures par jour) sont facturées à prix réduit, mais la prime fixe est plus élevée Option EJP (Effacement Jour de Pointe) Cette option est proposée aux abonnés BT qui peuvent limiter leur consommation d'électricité pendant les périodes de très forte demande d'électricité soit 22 jours par an consécutifs ou non entre le 1er novembre et le 31 mars de 7h du matin à 1h le lendemain suivant (soit pendant 18 heures). Les abonnés domestiques et agricoles (contrats 12 à 36 KVA) et professionnels (contrats 18 à 36 kva) peuvent souscrire un contrat EJP. En heures normales (soit 343 jours par an et de 1h à 7h pendant les 22 jours de pointe) l'abonné avec option EJP bénéficie d'un prix du kwh voisin de celui des heures creuses. Les jours de pointe, le client est prévenu une demi-heure à l'avance par un préavis. Il a alors intérêt à effacer une part de sa consommation. Toutefois le délestage ne constitue pas une obligation, le prix du kwh est alors très élevé (environ 9 fois plus qu'en heures normales). Actuellement cette option n'est plus proposée, elle est remplacée par l'option TEMPO. 3/12

4 2.2.3 Option TEMPO Cette option est proposée aux abonnés BT «soucieux de maîtriser leur consommation d'électricité» en adaptant celle ci aux coûts de production de l'électricité. L'année a été décomposé en : 300 jours bleus (coût de l'électricité faible). 43 jours blancs 22 jours rouges (coût de l'électricité élevé). Chaque jour est décomposé en : 16 heures pleines. 8 heures creuses. La couleur du jour, le type d'heures et (à partir de 20 heures) la couleur du jour suivant sont signalés sur le compteur (électronique). Le prix du kwh dépend donc de la couleur du jour et du type d'heures Versions tarifaires. Il existe deux versions de tarifs : Clients domestiques et agricoles d'une part et Clients professionnels d'autre part (les abonnements professionnels comportent une prime fixe plus importante) 2.3 Mise en œuvre Comptage. Le compteur d'énergie sera monophasé ou triphasé selon le type d'alimentation. Pour les clients ayant souscrit une option heures creuses ou une option EJP, l'edf pose un compteur d'énergie 2 cadrans. En option HC, il indiquera l'énergie consommée en heures pleines et en heures creuses. En option EJP, il indiquera l'énergie consommée lors des heures de pointe et des heures normales Délestage. 4/12

5 Deux contacts E (production d'eau chaude par ballon à accumulation) et C (chauffage électrique) sont accessibles sur le compteur électronique, le tableau suivant indique selon le programme choisi, la couleur du jour et le créneau horaire l'état de ces deux contacts. Contact N 1 Bleu Blanc Rouge HC HP HC HP HC HP EAU 1 F O F O F O EAU 2 F F F O F O EAU 3 F F F F F O Contact N 2 CHAU 0 F F F F F F CHAU 1 F F F F F O CHAU 2 F F F F O O CHAU 3 F F F O O O CHAU 4 F F O O O O CHAU 5 F O O O O O CHAU 6 O O O O O O CHAU 7 F O F O F O 3 Le tarif jaune. Ce tarif permet d'accéder sans poste de transformation privé et pour un coût d'accès réduit (par rapport au coût du poste) à des prix voisins de ceux du tarif vert. Le tarif jaune intéresse directement le secteur tertiaire et la petite industrie. 3.1 Eléments de tarification. Les éléments de tarification sont : une prime fixe annuelle fonction de la puissance souscrite. le prix des kwh consommés. éventuellement les pénalités de dépassement de puissance 3.2 Possibilités tarifaires Versions tarifaires. La durée d utilisation est une grandeur fictive, quotient de la consommation annuelle (en kwh) par la puissance maximale souscrite (en kva). Il existe deux versions de tarification en fonction de cette durée d utilisation: (moins de 2300 h par an) : consommation irrégulière utilisations moyennes (UM), (plus de 2300 h par an) : consommation plus régulière : utilisations longues (UL). Selon la version choisie, le coût de la prime fixe diffère, elle est plus élevée en utilisations longues en revanche, le prix du kwh est plus faible. 5/12

6 3.2.2 Périodes tarifaires. Le tarif jaune comporte deux saisons : Hiver : de novembre à mars Eté : d'avril à octobre En version MU, l'hiver et l'été comprennent des heures pleines et des heures creuses : heures pleines d'hiver et d'été : de 6h à 22h, heures creuses d'hiver et d'été : de 22h à 6h. En version LU, le découpage diffère par l'apparition d'heures de pointe en hiver : heures de pointe d'hiver : de 9h à 11h et de 18h à 20h, (uniquement du lundi au samedi en décembre, janvier et février) heures pleines d'hiver : de 6h à 9h, de 11h à 18h et de 20h à 22h, heures creuses d'hiver et d'été : de 22h à 6h, heures pleines d'été : de 6h à 22h Option E.J.P.. Pour les utilisateurs de la tarification "longues utilisations", il est possible de souscrire l'option EJP qui permet, si on a la possibilité de s'effacer du réseau les jours de pointe, de bénéficier d'un prix plus avantageux le restant de l'année. 3.3 Puissance Puissance à souscrire. En version MU un seul niveau de puissance peut être choisi commun à toutes les périodes tarifaires. Pour les utilisateurs de la version LU ou de l'ejp il est possible de souscrire : un seul niveau tout au long de l'année, la puissance souscrite est la même dans les 4 périodes tarifaires. deux niveaux de puissance, ce contrat entraîne une réduction de la prime fixe. Le dénivelé de puissance est obligatoirement croissant des heures de pointe vers les heures creuses d'été. Le prix du kwh en heures de pointe est le même qu'en heures pleines d'hiver. Les coefficients réducteurs fonction de la période tarifaire sont les suivants: HPH: 0,52 ; HCH: 0,36 ; HPE: 0,20 (Voir annexe) On définit alors la Puissance réduite comme illustré ci-dessous : 6/12

7 Cas n 1 : Pas de dénivelé de puissance, Pr = Ps = 150 kva. Cas n 2 : Un dénivelé de 50 kva en HPH, Pr = ,52*50 = 126 kva. Cas n 3 : Un dénivelé de 50 kva en HCH, Pr = ,36*50 = 118 kva. Cas n 4 : Un dénivelé de 50 kva en HPE, Pr = ,20*50 = 110 kva Dépassement. En version MU et en version LU sans dénivelé de puissance, le dépassement n'est pas possible puisque contrôlé par un disjoncteur calibré sur la puissance souscrite. En version LU avec dénivelé de puissance, les dépassements de puissance sont possibles et sont facturés sur la base du temps de dépassement (contrôle par indicateur de puissance atteinte). Exemple : le disjoncteur Compact C250 EP. Ce disjoncteur peut être utilisé lorsque l abonnement comporte l option «effacement de puissance». Il est équipé d une unité de contrôle à deux seuils : un seuil puissance normale (100 à 240 A), un seuil puissance réduite (0 à 130 A). Le passage d un seuil à l autre est télécommandé par le distributeur d énergie. (A voir à l atelier) Problème du réactif. Dans le cadre du tarif jaune, il n'y a pas de facturation de l'énergie réactive puisque la puissance souscrite est exprimée en kva. Néanmoins un mauvais facteur de puissance sera pénalisant au niveau du contrat souscrit. En effet, le contrat est souscrit pour une puissance apparente (qui comprend donc la puissance réactive ) et pas uniquement en fonction de la puissance active (réellement intéressante pour le client-payeur). 7/12

8 4 Le(s) tarif(s) vert(s). Ce tarif s'applique aux grosses entreprises qui souscrivent des puissances importantes. La tarification est encore plus détaillée et complexe que pour les tarifs vus précédemment. QUEL TARIF VERT? Selon la taille de l'installation P (voir mode de calcul paragraphe suivant), plusieurs types de tarifs verts sont proposés : P < 3 MW : tarif vert A5, 3MW < P < 10 MW : tarif vert A5 ou A8, 10 MW < P < 40 MW : tarif vert B8, P > 40 MW : tarif vert C. La formule que nous propose EDF pour calculer la taille d'une installation est la suivante : P = Phch + 0,3( Phpe - Phch ) avec : Phch puissance en heures creuses d'hiver, Phpe puissance en heures pleines d'été. Notre étude portera surtout sur l'étude du tarif vert A Eléments de tarification. Les éléments de tarification sont : une prime fixe annuelle fonction de la puissance souscrite, le prix des KWh consommés, éventuellement les pénalités de dépassement de puissance, le prix de l'énergie réactive au delà de tg(φ)=0,4 (lors des heures de pointe (HP) et des heures pleines d'hiver (HPH).). 4.2 Possibilités tarifaires Versions tarifaires. Il existe quatre versions tarifaires en fonction de la durée d utilisation (voir tarif jaune) : Courtes utilisations (CU) : utilisation inférieure à 2000 h par an, Moyennes utilisations (MU) : utilisation comprise entre 2000 h et 3500 h par an, Longues utilisations (LU) : utilisation comprise entre 3500 h et 6300 h par an, Très longues utilisations (TLU) : utilisation supérieure à 6300 h par an. Selon la version choisie, le coût du kwh et la prime fixe diffèrent. 8/12

9 4.2.2 Périodes tarifaires. Le tarif vert A5 comporte cinq périodes (d où son nom) réparties sur deux saisons, les périodes tarifaires décrites ci-dessous sont valables pour les quatre versions tarifaires : Hiver: novembre et mars d'une part, décembre à février d'autre part, Eté: d'avril à octobre. De décembre à février, on trouve : des heures de pointe (HP) de 9h à 11h et de 18h à 20h du lundi au samedi, des heures pleines d'hiver (HPH) de 6h à 9h, de 11h à 18h et de 20h à 22h, des heures creuses d'hiver (HCH) de 22h à 6h, En novembre et mars, on trouve : des heures pleines d'hiver (HPH) de 6h à 22h, des heures creuses d'hiver (HCH) de 22h à 6h, D'avril à octobre, on trouve : des heures pleines d'été (HPE) de 6h à 22h, des heures creuses d'été (HCE) de 22h à 6h, Attention les horaires donnés peuvent différer d'un réseau à l'autre Option E.J.P.. L'option EJP est proposée aux abonnés ayant souscrit la version LU ou la version TLU. 4.3 Puissance Puissance à souscrire. Des dénivelés de puissance peuvent être souscrits pour chacune des versions tarifaires et dans chaque période. Mais de la période HP à HCE, les puissances souscrites doivent être constantes ou croître. La puissance maximale sera donc celle des heures creuses d'été HCE. En cas de souscription de puissances dénivelées, EDF applique des coefficients réducteurs qui sont fonction de la version tarifaire et de la période tarifaire. L'application de ces coefficients réducteurs conduit à la détermination de la puissance réduite (puissance souscrite servant au calcul de la prime fixe annuelle). A titre d exemple, voir le tableau actualisé donné en annexe. 9/12

10 Chaque supplément de puissance par rapport à la période précédente est alors affecté du coefficient correspondant. La puissance réduite permet de déterminer la prime fixe (on a donc intérêt à la réduire autant que possible). Exemple en MU : Pointe => 200 kw, Supplément HPH => 0,76( ) => 15,2 kw, Supplément HCH => 0,31( ) => 9,3 kw, Supplément HPE => 0,15( ) => 7,5 kw, Supplément HCE => 0,06( ) => 0 kw Puissance réduite => ,2+9,3+7,5=232 kw. Au final la puissance réellement facturée vaut 232 kw au lieu des 300 kw des heures d été. Exemple : un abonné souscrit au tarif CU les puissances suivantes: HP: 600 kw HPH: 660 kw HCH: 750 kw HPE et HCE: 900 kw La puissance réduite qui sera la puissance souscrite sera : Et en LU? Dépassement. Les dépassements sont autorisés pour toutes les versions tarifaires et dans chaque période tarifaire. Si dans une de ces périodes la puissance atteinte est supérieure à la puissance souscrite une prime complémentaire est facturée (très chère) au client. Un dépassement doit être exceptionnel, si ceux si deviennent fréquents, le client a intérêt à souscrire une puissance supérieure. Selon la technologie du système de comptage (électromécanique ou électronique) le système de pénalités est différent. Le comptage électromécanique ne peut que détecter les dépassements de puissance à chaque période de 10 ( ) P mn, il les ajoute et obtient : D =. En comptage électronique ont effectue les mêmes mesures mais on peut en plus effectuer un calcul permettant d obtenir le dépassement «quadratique» : D = ( P) 2 Rmq : cette formule ressemble étrangement à une valeur efficace Problème du réactif. L'énergie réactive est facturée pour chaque version tarifaire en heures de pointe (HP) et en heures pleines d'hiver (HPH) au delà de tg(φ) > 0,4 (cos(φ) < 0,928). Exemple : énergie active consommée en HP et HPH: kwh énergie réactive non facturée: x 0,4 = kvarh énergie réactive consommée: kvarh 10/12

11 4.4 Autres tarifs verts. énergie réactive facturée: = kvarh soit x 1,77 / 100 = 318,6 euros. Les tarifs verts A8 et B comportent : une période Juillet-Aout à prix de kwh unique et très bas une période d'été de 5 mois (Avril, Mai, Juin, Septembre et Octobre) avec des heures pleines et des heures creuses une période demi-saison de 2 mois (Mars et Novembre) avec des heures pleines et des heures creuses une période d'hiver de 3 mois (Décembre, Janvier et Février) avec des heures de pointe (4 heures par jour) des heures pleines et des heures creuses. 5 Synthèse. 5.1 Récapitulation. La figure ci-dessous indique les différents éléments qui entrent en jeu pour déterminer le montant total de la facture. A la puissance souscrite mise à la disposition du client correspond la prime fixe, encore appelée abonnement. CONTRAT Puissance souscrite Consommation Prime fixe Energie active en kwh Energie réactive en kvarh Coût du kwh Coût des dépassements Coût du kvarh Montant de la facture Rmq : l'énergie réactive n'est pas facturée pour tous les types de contrats L animation «tarif vert» se trouve sur le site OSO => ressources techniques 11/12

12 Annexe : Exemples de tarif : 12/12