Une batterie peut-elle absorber le courant de démarrage d'un gros moteur ?

Oui, souvent : une batterie peut absorber le courant de démarrage d'un gros moteur. Un système semi-hors réseau la place avec des onduleurs à côté de votre raccordement, pour porter le démarrage et la marche. Adoucissez d'abord le démarrage avec un variateur ; si la machine tourne à pleine puissance toute la journée, une cabine reste la réponse.

Une machine fait tourner l'entreprise : ligne de lin, scie à pierre, concasseur, gros compresseur ou malaxeur. Puis l'étude de raccordement d'ORES, de RESA ou de Fluvius tombe : raccordement renforcé ou cabine moyenne tension.

Une entreprise de transformation du lin à Wielsbeke, en Flandre occidentale, a évité la cabine avec un groupe électrogène et une batterie.

Pourquoi une seule machine lourde pousse-t-elle votre raccordement vers la moyenne tension ?

Un raccordement se dimensionne sur le pire moment, et pour un gros moteur, c'est le démarrage. Démarré en direct, il demande plusieurs fois sa puissance en marche. Ajoutez le reste du site, et le chiffre dépasse ce que la basse tension fournit.

Vous paieriez une cabine, et des années de puissance réservée, pour un démarrage de quelques secondes. Le reste de la journée, la machine tourne à une fraction de cette puissance, ou s'arrête. Un raccordement plus gros dimensionne tout sur ce pire moment.

Sur les forums, c'est le même mur. Un plafonneur néerlandophone écrit que son compresseur « ne peut pas aller directement sur la prise, sinon le fusible saute tout de suite ». On lui répond qu'il lui faut « au minimum un groupe de 50 kVA » pour le courant de démarrage.

Une entreprise de découpe de pierre avec un moteur de 75 kW demande à la communauté Victron qui peut faire tourner ses moteurs sans déclenchements. Un agriculteur avec une installation à pellets n'a « trouvé aucun fournisseur capable de garantir que son système fonctionnera avec plusieurs moteurs triphasés ».

Exemple illustratif, pas un cas client : un moteur de 75 kW demande environ 90 kVA à pleine charge (rendement et facteur de puissance courants). Les facteurs sont les règles pratiques de Cummins Generator Technologies.

En Wallonie, ORES traite les demandes entre 56 et 250 kVA comme de la moyenne puissance, avec une étude détaillée payante (ORES). En Flandre, au-dessus de 250 kVA, c'est toujours la moyenne tension avec une cabine client. Entre 25 et 250 kVA, Fluvius décide (Fluvius).

Sur quel réseau se trouve votre entreprise et ce que cela change : basse tension ou haute tension pour une entreprise. Si cette cabine vaut la peine : cabine haute tension ou batterie.

Quel est le courant de démarrage d'un moteur électrique ?

À l'arrêt, un moteur se comporte presque comme un court-circuit : il appelle un courant très élevé jusqu'à atteindre sa vitesse. Ce courant de démarrage (courant d'appel) sert surtout à créer le champ magnétique, pas à fournir une puissance utile.

Cummins Generator Technologies, qui construit des alternateurs pour groupes électrogènes, donne 4 à 9 fois les kVA en marche pour un démarrage direct. Les moteurs à fort couple de démarrage demandent 10 fois, certains moteurs de pompe à faible couple seulement 3,5 fois. Pendant un démarrage direct, le facteur de puissance n'est que de 0,1 à 0,2.

ABB indique 5,5 à 7 fois le courant nominal, avec un couple de 1,9 à 2,1 fois le couple à pleine vitesse. Ce courant donne au moteur le couple pour décoller une machine chargée. Cummins cite une bande transporteuse chargée ou un concasseur avec une pierre coincée comme charges qui exigent un démarrage direct.

C'est le revers de toute astuce pour réduire le courant de démarrage : moins de courant, c'est moins de couple. Si l'alimentation ne suit pas, le disjoncteur général déclenche, ou la tension chute pour les autres machines, contacteurs et appareils électroniques. Sur un groupe électrogène, on entend le moteur thermique perdre des tours.

Pourquoi une nouvelle pompe ou machine fait déclencher un petit raccordement : plus de puissance sans renforcement du raccordement.

Démarrage direct, étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur de fréquence : que change chaque méthode ?

Chaque méthode échange du courant de démarrage contre du couple de démarrage. Le démarrage direct donne le plus de couple et de courant, le variateur de fréquence le courant le plus bas avec un contrôle complet. L'étoile-triangle et le démarreur progressif se situent entre les deux.

Selon ABB, l'étoile-triangle ramène l'appel de courant et le couple à un tiers du démarrage direct, avec des courants transitoires élevés à la commutation. La première phase (étoile) demande environ 2,5 fois les kVA en marche (Cummins). Une commutation mal réglée donne une deuxième pointe jusqu'à 5 fois.

Dans la pratique agricole, Inagro donne 4 à 6 fois le courant nominal pour un démarrage étoile-triangle classique. Avec un variateur de fréquence, c'est environ 1,5 à 2 fois.

Un variateur économise aussi de l'énergie sur les pompes et ventilateurs qui n'ont pas toujours besoin du plein débit. Réduire la vitesse moyenne de 100 % à 80 % peut économiser jusqu'à environ 50 % dans certaines applications (Inagro).

Pour une machine lourde, le variateur est souvent la partie la moins chère pour éviter une cabine. Il ne réduit pas la puissance dont la machine a besoin à pleine charge.

Comment un onduleur à batterie absorbe-t-il le démarrage d'un moteur ?

Un onduleur à batterie est une deuxième alimentation à côté du raccordement ou du groupe, avec une pointe bien au-dessus de sa puissance continue. Au démarrage, il prend le courant supplémentaire dans la batterie pendant ces secondes.

La fiche technique du Victron Quattro, l'onduleur de notre cas détaillé sur la page solutions, montre les deux chiffres. Pour le Quattro 48/8000 :

• Puissance continue à 25 °C : 6 400 W (8 000 VA) ; 5 500 W à 40 °C.
• Puissance de pointe : 16 000 W, soit environ 2,5 fois la puissance continue, pendant un court instant.
• Courant de défaut maximal en sortie : 100 A pendant une seconde.

Le Quattro 48/15000 fournit 12 000 W en continu et 25 000 W en pointe. Trois appareils forment une alimentation triphasée ; jusqu'à quatre ensembles de trois appareils de 15 kVA tournent en parallèle, soit 180 kVA. Avec PowerAssist, la batterie compense aussitôt un réseau ou un groupe trop faible, puis se recharge quand la charge diminue.

Un ensemble qui tient 2,5 fois sa puissance un court instant n'absorbe pas un démarrage direct de 7 fois, sauf s'il est largement surdimensionné. Avec un variateur ou un démarreur progressif, le démarrage descend à peu près à la puissance en marche. La charge en marche plus une marge suffit alors : c'est pourquoi nous regardons d'abord la méthode de démarrage.

Un propriétaire prévient qu'un onduleur triphasé central « prend un sacré coup chaque fois qu'on appuie sur un bouton de démarrage ». Il conseille une pince à maintien de crête, car « les pointes peuvent être incroyablement élevées ».

Un autre cite trois limites simultanées : le courant d'appel du moteur, la tolérance de surcharge de l'onduleur et le courant de la batterie.

Pourquoi l'entreprise de lin de Wielsbeke démarre-t-elle sa machine sur un groupe électrogène ?

Parce qu'une seule machine est le gros consommateur, et qu'elle tourne aussi longtemps que dure le travail. Sur le réseau, il aurait fallu une grande cabine en moyenne tension. À Wielsbeke, un groupe démarre la machine à lin et tourne pendant le travail, comme dans une centrale à béton.

Quand la machine s'arrête, le groupe s'arrête aussi et les petites charges tournent sur la batterie. Le groupe est dimensionné sur la machine, la batterie sur le reste de la journée, pas sur le démarrage.

Le démarrage moteur sur groupe électrogène pose son propre problème. Cummins écrit que le démarrage des moteurs « continue de poser des problèmes techniques » aux constructeurs de groupes. Il dimensionne l'alternateur sur les kVA de démarrage et la chute de tension que le site accepte.

Les démarreurs progressifs et les variateurs apportent des harmoniques que le groupe remarque : la méthode de démarrage compte donc aussi là. Lisez comment un groupe électrogène avec batterie se partage le travail, et l'inverseur de source d'un groupe électrogène pour le passage entre réseau et groupe.

Quand une batterie remplace-t-elle la cabine moyenne tension, et quand non ?

Une batterie remplace la cabine quand la charge lourde est courte ou limitée en heures, et que le réseau ou un groupe la recharge entre-temps. Si la machine tourne à pleine puissance la plus grande partie de la journée, tous les jours, l'énergie vient d'une cabine ou d'un groupe.

Une pépinière à Jabbeke montre la voie du milieu. Son raccordement 3 x 400 V 32 A était trop petit pour une nouvelle pompe d'arrosage. La proposition était la moyenne tension, à un prix élevé.

Nous avons placé des variateurs sur les pompes les plus lourdes et un système semi-hors réseau de 45 kVA et 92,4 kWh. Le raccordement de rue est resté, uniquement comme chargeur, pour une alimentation plus forte de 63 A qui fait tourner les pompes.

Pour une charge en marche bien au-delà de 63 A, un système de batterie pour entreprise derrière le raccordement ou le transformateur est l'étape suivante. Déjà en moyenne tension, avec un transformateur trop petit pour la nouvelle machine ? Lisez transformateur trop petit en entreprise.