Rendement brut et net d’une centrale : taux d’auxiliaires

La fiche de performances d'un fournisseur japonais de chaudière ou de turbine donne deux rendements : 発電端効率 et 送電端効率. Une troisième ligne indique le 所内率 en pourcentage. Or votre contrat garantit peut-être une consommation spécifique nette en kJ/kWh, et votre équipe d'exploitation suit chaque mois la consommation des auxiliaires.

Les termes se correspondent très bien une fois qu'on les connaît. 発電端 (hatsudentan, « côté production ») désigne la production brute aux bornes de l'alternateur. 送電端 (sodentan, « côté départ ») désigne la production nette, une fois déduite la consommation propre de la centrale. Le 所内率 (shonai-ritsu), ou taux d'auxiliaires, fait le lien entre les deux.

Ce guide indique où chaque valeur est mesurée et comment passer du rendement brut au rendement net, puis à la consommation spécifique. Il explique aussi pourquoi la base du pouvoir calorifique (PCS ou PCI) compte autant que la frontière de mesure. Il se termine par une liste de contrôle et des questions à poser au fournisseur japonais.

Voici les termes japonais que vous rencontrerez le plus souvent dans les spécifications, les garanties de performance et les rapports d'exploitation.

Japonais	Lecture	Équivalent courant en français	Sens
発電端	hatsudentan	Bornes de l'alternateur, brut	Électricité aux bornes de l'alternateur
送電端	sodentan	Départ centrale, net	Production brute moins la consommation propre de la centrale
所内率	shonai-ritsu	Taux d'auxiliaires (consommation des services auxiliaires)	Consommation propre de la centrale, en pourcentage de la production brute
所内電力 / 所内消費電力	shonai denryoku / shonai shohi denryoku	Consommation des services auxiliaires	Électricité utilisée pour faire fonctionner la centrale
補機	hoki	Auxiliaires, équipements auxiliaires	Pompes, ventilateurs et autres équipements qui soutiennent la production
受電端 / 需要端	judentan / juyotan	Point de réception (point de livraison) / point d'utilisation	Endroit où le client reçoit l'électricité
高位発熱量 / 低位発熱量	koi / tei-i hatsunetsuryo	PCS (HHV) / PCI (LHV)	Pouvoir calorifique supérieur et inférieur du combustible

Sommaire

1. Bornes de l'alternateur et départ centrale : où mesure-t-on ?
2. Rendement brut et rendement net : un bilan énergétique chiffré
3. Formules : rendement brut, taux d'auxiliaires et rendement net
4. Du rendement à la consommation spécifique : kJ/kWh, Btu/kWh, kcal/kWh
5. PCS ou PCI : vérifier la base avant de comparer
6. Point de réception : les pertes au-delà de la centrale
7. Comment la réduction de la puissance des auxiliaires augmente le rendement net
8. Liste de contrôle : lire les valeurs brutes et nettes d'une spécification japonaise
9. Questions à poser au fournisseur japonais
10. Limites de ce guide
11. FAQ
12. Sources

Bornes de l'alternateur et départ centrale : où mesure-t-on ?

Le côté 発電端 est le point où la puissance sort des bornes de l'alternateur. Le côté 送電端 correspond à la production nette de la centrale : ce qui reste après la consommation propre et part vers le réseau ou vers le site. C'est la frontière qui sert à juger la centrale dans son ensemble.

La figure ci-dessous utilise des valeurs relatives. Sur 30 unités produites, la centrale en consomme 3 ; il en part donc 27.

Figure 1 : la production de l'alternateur se partage entre la centrale et le réseau

Si la centrale utilise 3 des 30 unités produites, il en reste 27 au départ de la centrale.

Valeurs relatives, à titre d'illustration. Les points de comptage et les limites des pertes réels suivent la spécification de comptage de chaque centrale.

Une centrale a besoin d'électricité pour fonctionner. Les pompes alimentaires et les ventilateurs de tirage, par exemple, envoient l'eau et l'air de combustion vers la chaudière, et la puissance qu'ils absorbent est prélevée sur ce que la centrale peut livrer.

Ces équipements de soutien s'appellent hoki (補機, auxiliaires), et leur consommation constitue les services auxiliaires de la centrale. Si l'on considère l'alternateur seul, on obtient la valeur aux bornes de l'alternateur (côté 発電端). Si l'on considère la centrale entière, auxiliaires compris, on obtient la valeur au départ de la centrale (côté 送電端).

Ce que comprend la charge des services auxiliaires

Dans une centrale à vapeur, les charges typiques des services auxiliaires sont les machines qui déplacent l'eau, l'air et l'eau de refroidissement. Si la centrale a des tours de refroidissement, les ventilateurs des tours et les pompes d'eau de circulation s'y ajoutent : la répartition des charges dépend donc du mode de refroidissement.

Les trois groupes ci-dessous résument le travail que fait la puissance des auxiliaires.

Figure 2 : les trois tâches de la puissance des auxiliaires

La puissance des auxiliaires sert à pousser l'eau, à déplacer l'air et à évacuer la chaleur.

Pompes alimentairesRefoulent l'eau dans la chaudière contre sa pression. Le débit et la pression requis fixent la puissance.

Ventilateurs de tirageDéplacent l'air de combustion et les fumées. Le débit et la perte de charge du circuit fixent la puissance.

Système de refroidissementÉvacue la chaleur reçue au condenseur. Avec des tours de refroidissement, les ventilateurs comptent aussi dans les auxiliaires.

La puissance d'une pompe dépend du débit, de la hauteur manométrique et du rendement de la pompe, pas seulement du fait que l'eau circule. Détailler les services auxiliaires équipement par équipement montre où se trouvent les économies.

La charge des ventilateurs comprend aussi la résistance du réchauffeur d'air. Pour évaluer la récupération de chaleur dans un réchauffeur d'air, mettez dans le même bilan l'économie de combustible et la puissance supplémentaire des ventilateurs : vous verrez l'effet net.

Le taux d'auxiliaires se rapporte à la production brute

Le taux d'auxiliaires est l'énergie consommée par les services auxiliaires divisée par l'énergie produite aux bornes de l'alternateur (production brute). Avec 30 produites et 3 consommées dans la centrale, le taux est de 10 %. Ce n'est ni 3 % (3 divisé par les 100 unités de combustible), ni 3 divisé par les 27 unités nettes.

Cette définition est celle de l'Institute of Electrical Engineers of Japan (IEEJ). La définition de l'énergie nette de l'US EIA suit la même logique : production brute moins services auxiliaires.

Le périmètre des « services auxiliaires » n'est toutefois pas identique partout. La définition de l'IEEJ exclut la puissance de pompage des centrales de transfert d'énergie par pompage (STEP), alors que l'EIA la compte dans les services auxiliaires. Les règles tarifaires de la CERC (Inde) incluent les pertes des transformateurs de la centrale. Pour un contrat, il faut donc toujours lire la définition retenue dans le document.

Le taux varie aussi avec le type de centrale, la configuration des auxiliaires et la charge. Si la production est divisée par deux alors que l'énergie des services auxiliaires reste la même, le taux double. Utilisez des valeurs mesurées sur la même centrale et la même période, et non une valeur supposée d'après la taille ou le type de centrale.

Rendement brut et rendement net : un bilan énergétique chiffré

Prenons, à titre d'illustration, une chaleur introduite avec le combustible de 100. Supposons que les pertes de la chaudière, des tuyauteries et des autres équipements soient de 10, et que la chaleur rejetée du condenseur vers le système de refroidissement soit de 60. Les 30 restants deviennent de l'électricité : le rendement brut (côté 発電端) est de 30 %.

La figure sépare deux étapes : le bilan thermique jusqu'à l'alternateur, puis l'emploi de l'électricité produite.

Figure 3 : suivre 100 unités de chaleur du combustible en deux étapes

Séparez le bilan thermique jusqu'aux bornes de l'alternateur de l'emploi de l'électricité.

Chaleur introduite avec le combustible : 100

106030

Pertes thermiques des équipements 10 / Chaleur rejetée au refroidissement 60 / Électricité 30

Électricité produite : 30

327

Services auxiliaires 3 / Livrée au départ 27

Chaque barre est tracée à 100 % de largeur pour son propre total ; la barre du bas agrandit les 30 de la barre du haut. Cette répartition ne représente pas les pertes typiques d'une centrale réelle.

Si les auxiliaires utilisent 3 des 30 unités, 27 peuvent être livrées. Le rendement net (côté 送電端) est de 27 divisé par les 100 unités de combustible, soit 27 %. La production de l'alternateur, elle, ne change pas.

Dans cet exemple, la chaleur qui sort du condenseur et l'électricité des services auxiliaires sont deux flux distincts. Les 60 unités de chaleur emportées par l'eau de refroidissement ne sont pas égales aux 3 unités d'électricité absorbées par les pompes et les ventilateurs des tours. Comptez la chaleur et l'électricité séparément.

Refroidir la vapeur pour la ramener à l'état d'eau fait partie du cycle de Rankine, et un schéma de bilan thermique aide à suivre les entrées et sorties de chaleur de chaque équipement.

Rendement de la centrale et rendement d'un équipement

La part de la chaleur du combustible que la chaudière transmet à la vapeur n'est pas la part que la centrale transforme en électricité. Toute la chaleur de la vapeur ne devient pas du travail : utiliser le rendement de la chaudière comme rendement brut de la centrale conduit à une erreur.

Le travail de la turbine se déduit des conditions de la vapeur à l'entrée et à la sortie. Rapprocher ce calcul du rendement de la chaudière (du combustible à la vapeur) montre sur quelle étape portent les pertes que vous cherchez à réduire.

Les installations de cogénération, qui fournissent aussi de la chaleur aux procédés de fabrication, comptent la chaleur utile. Le rendement électrique et le rendement global (électricité plus chaleur) répondent à des questions différentes : vérifiez toujours auquel un chiffre se rapporte.

Formules : rendement brut, taux d'auxiliaires et rendement net

Exprimez la chaleur du combustible et l'énergie électrique dans la même unité avant de diviser. Un kWh vaut 3 600 kJ : si l'électricité est relevée en kWh et la chaleur introduite en kJ, multipliez les kWh par 3 600.

Utilisez un pouvoir calorifique cohérent avec l'unité de consommation : kJ/kg pour une masse, kJ/m³ pour un volume de gaz. Pour le gaz, ne confondez pas les volumes aux conditions normales et les volumes aux température et pression réelles.

Pour un taux d'auxiliaires de 10 %, saisissez s = 10 ; en divisant par 100, on obtient 0,10. Si vous utilisez la forme décimale « rendement net = rendement brut × (1 − taux d'auxiliaires) », saisissez directement 0,10.

Exemple chiffré : des relevés de combustible au rendement net

Supposons que, sur une même période, la centrale brûle 10 000 kg de combustible de pouvoir calorifique 36 000 kJ/kg. La production brute est de 30 000 kWh et la consommation des services auxiliaires de 3 000 kWh. On peut alors tout calculer à partir de la chaleur introduite.

La figure montre les trois relevés nécessaires, tous sur la même période.

Figure 4 : aligner les deux compteurs et le relevé de combustible sur une même période

Avec la chaleur introduite, la production brute et les services auxiliaires, vous pouvez recouper les deux rendements.

Données de calcul fictives. En kWh, les relevés des compteurs sont de 30 000 kWh et 3 000 kWh.

Les valeurs de 30 % et 27 % viennent de relevés de combustible et d'électricité sur la même période. Mélanger une production journalière et une consommation de combustible mensuelle rend le rapport dénué de sens : alignez d'abord le début et la fin de tous les relevés. Il est aussi utile de repérer les points de comptage sur un schéma unifilaire avant d'écrire les équations.

La puissance en kW est une grandeur instantanée ; l'énergie en kWh est cette puissance cumulée dans le temps. À puissance constante, multipliez la puissance par la durée de fonctionnement pour obtenir l'énergie.

Passer du brut au net, et inversement

Divisez le rendement net par (1 − taux d'auxiliaires sous forme décimale) pour retrouver le rendement brut. Dans l'exemple, 27 % ÷ 0,90 = 30 %, ce qui correspond à l'énergie avant la consommation propre de la centrale.

Du rendement à la consommation spécifique : kJ/kWh, Btu/kWh, kcal/kWh

La consommation spécifique de chaleur (heat rate) est l'inverse du rendement : c'est la chaleur à introduire pour produire un kWh. Les documents japonais indiquent le plus souvent un rendement en pourcentage, alors que d'autres contrats expriment une consommation spécifique. La conversion passe par le contenu énergétique d'un kWh.

• kJ/kWh : consommation spécifique = 3 600 ÷ rendement (sous forme décimale)
• Btu/kWh : consommation spécifique = 3 412 ÷ rendement, facteur utilisé par l'US EIA, utile pour les contrats rédigés en unités anglo-saxonnes
• kcal/kWh : consommation spécifique = 860 ÷ rendement, utile pour les anciens documents japonais

Appliquées à l'exemple chiffré, les conversions donnent le tableau suivant. La consommation spécifique étant l'inverse du rendement, la consommation spécifique nette s'obtient en divisant la consommation brute par la part livrée, et non en la multipliant.

Base	Rendement	Consommation spécifique (kJ/kWh)	Consommation spécifique (Btu/kWh)	Consommation spécifique (kcal/kWh)
Brut (bornes de l'alternateur)	30 %	12 000	environ 11 370	environ 2 870
Net (départ centrale)	27 %	environ 13 330	environ 12 640	environ 3 190

Les intitulés varient selon les marchés : l'US EIA, par exemple, rapporte la consommation spécifique par kWh net. Une valeur japonaise côté 発電端 correspond à une valeur brute, et une valeur côté 送電端 à une valeur nette. La frontière reste à vérifier, comme l'explique la liste de contrôle plus bas.

PCS ou PCI : vérifier la base avant de comparer

Un combustible a un pouvoir calorifique supérieur (PCS, en anglais HHV ou GCV) et un pouvoir calorifique inférieur (PCI, en anglais LHV ou NCV). Le PCS comprend la chaleur libérée par la condensation de la vapeur d'eau issue de la combustion ; le PCI ne la comprend pas. Pour une même quantité de combustible, la chaleur introduite est donc plus grande sur la base PCS.

Diviser la même production par une chaleur introduite plus grande donne un rendement sur PCS inférieur au rendement sur PCI. L'écart dépend du combustible : le PCI est inférieur d'environ 4 % au PCS pour le charbon et d'environ 10 % pour le gaz naturel. Une centrale à 40 % sur PCS serait donnée à environ 42 % sur PCI avec du charbon et à environ 44 % sur PCI avec du gaz naturel.

Les conventions diffèrent selon les pays et les équipements :

• Japon : les ouvrages d'énergétique japonais retiennent en général le PCS pour le rendement thermique d'une centrale, et les valeurs de référence officielles pour les centrales thermiques sont fixées côté bornes de l'alternateur, sur base PCS. Les catalogues d'équipements peuvent néanmoins indiquer le PCI : lisez la note de bas de page.
• Europe : le PCI est courant pour exprimer le rendement thermique d'une centrale, mais confirmez la base sur chaque document.
• États-Unis : le PCS est la base habituelle pour les centrales au charbon, alors que les rendements des centrales au gaz naturel sont souvent donnés sur PCI.

Brut ou net (où l'on mesure la production) et PCS ou PCI (ce qui figure au dénominateur) sont deux questions distinctes. Vérifiez les deux avant de comparer une valeur japonaise à la vôtre.

Les tableaux de performances précisent aussi la charge et les conditions ambiantes. Une garantie à charge nominale et une moyenne annuelle d'exploitation ne sont pas affectées de la même façon par les démarrages, les arrêts et le fonctionnement à faible charge : alignez aussi les conditions de fonctionnement, même si le rendement porte le même nom.

Point de réception : les pertes au-delà de la centrale

Le point de réception, 受電端 (judentan), est l'endroit où un client reçoit l'électricité. Les lignes de transport et les transformateurs perdent de l'énergie entre le départ de la centrale et ce point (pertes de transport et de distribution, ou pertes T&D) : le rendement mesuré jusqu'au client est donc inférieur au rendement net de la centrale.

Entre une centrale et une usine, l'électricité est élevée en tension, transportée, transformée puis distribuée. Si le point de réception est le point de comptage à l'entrée de l'usine, les pertes du câblage interne et des équipements de production relèvent du bilan énergétique propre à l'usine.

À titre d'illustration, supposons un rendement net de 27 % et des pertes totales de 5 % jusqu'au point de réception. Alors 27 × 0,95 donne un rendement au point de réception de 25,65 %. Ces 5 % sont une hypothèse de calcul, pas une valeur réelle de réseau.

Certains documents indiquent séparément le taux de pertes de transport et de distribution et la consommation propre des postes de transformation. Dans ce cas, multipliez par chacune des fractions restantes. Si un taux de pertes total inclut déjà la consommation des postes, appliquer encore le taux des postes retranche deux fois la même perte.

Un exemple japonais historique : rendement au point de réception et énergie primaire

Une question-réponse de J-Net21, site de l'organisme japonais SMRJ (Organization for Small & Medium Enterprises and Regional Innovation), donne un exemple de jour fondé sur les données de l'exercice 2003. Elle retient un rendement brut de 40,44 %, un taux d'auxiliaires de 4,6 %, des pertes de transport et de distribution de 6,3 % et une consommation des postes de 0,13 %.

Avec le taux de pertes total de 10,7 % de la même source, on obtient environ 36,11 %, soit un écart minime avec les 36,10 % issus des taux individuels. Les deux s'arrondissent à 36,1 %, et 3 600 divisé par 0,361 donne environ 9 972 kJ/kWh.

Cet exemple montre le lien entre le rendement et l'énergie primaire. Ce n'est pas le facteur à utiliser dans une déclaration réglementaire actuelle, au Japon ou ailleurs : reportez-vous aux textes officiels de l'exercice concerné.

Comment la réduction de la puissance des auxiliaires augmente le rendement net

Les pompes entraînées par moteur, comme celle ci-dessous, sont des charges typiques des services auxiliaires.

À rendement brut égal, le rendement net augmente quand les auxiliaires consomment moins. La figure maintient le rendement brut à 40 % et ne fait varier que le taux d'auxiliaires.

Figure 5 : taux d'auxiliaires et rendement net pour un rendement brut de 40 %

Une baisse du taux d'auxiliaires augmente le rendement net de cette baisse multipliée par le rendement brut.

Taux d'auxiliaires

Part livrée

Rendement net

10 %

90 %

36,0 %

8 %

92 %

36,8 %

5 %

95 %

38,0 %

Comparaison hypothétique. Passer de 10 % à 8 % réduit le taux de 2 points et augmente le rendement net de 0,8 point.

Par exemple, maintenons la production brute à 100 000 kWh et abaissons le taux d'auxiliaires de 10 % à 8 %. La consommation des services auxiliaires baisse de 2 000 kWh, et cette énergie peut être livrée. La quantité de combustible et le rendement brut ne changent pas.

Si l'on maintient plutôt la production nette constante, la centrale a besoin de moins de production brute. Le rendement brut varie toutefois avec la charge : calculez l'économie de combustible réelle à partir des relevés de production et de combustible avant et après la modification.

Pour comparer l'avant et l'après, vérifiez l'énergie consommée par chaque auxiliaire dans les relevés d'exploitation. Placer la charge et les heures de fonctionnement à côté de la production permet de séparer les variations dues aux conditions d'exploitation de l'effet de l'amélioration elle-même.

Améliorer les auxiliaires consiste à conserver les débits d'eau et d'air nécessaires tout en réduisant la puissance superflue. Examinez le rendement des pompes avec les conditions de fonctionnement, et jugez le résultat au départ de la centrale plutôt qu'au niveau de la seule machine.

Le tableau résume les trois rendements selon le point de mesure et ce que chacun déduit.

Critère	Brut (bornes de l'alternateur)	Net (départ centrale)	Point de réception
Point de mesure	Bornes de l'alternateur	Sortie de la centrale après les services auxiliaires	Endroit où le client reçoit l'électricité
Électricité au numérateur	Énergie brute	Énergie brute moins l'énergie des services auxiliaires	Énergie nette moins les pertes T&D
Ce qui est déduit	Rien	Services auxiliaires : pompes alimentaires, ventilateurs de tirage, etc.	Aussi les pertes des lignes et des transformateurs
Exemple chiffré	30 %	27 % (10 % d'auxiliaires)	25,65 % (5 % de pertes totales)
Valeur relative	Le plus élevé des trois	Inférieur au brut	Inférieur au net

Liste de contrôle : lire les valeurs brutes et nettes d'une spécification japonaise

Avant de comparer un rendement ou une consommation spécifique japonais avec vos propres chiffres, vérifiez chacun des points ci-dessous. Deux valeurs peuvent différer simplement parce que l'un de ces points diffère.

• Frontière : la valeur est-elle 発電端 (brut, bornes de l'alternateur) ou 送電端 (net, départ centrale) ?
• Base du pouvoir calorifique : la chaleur introduite est-elle sur base PCS ou PCI ? Cherchez 高位 (PCS) ou 低位 (PCI) dans les notes.
• Périmètre des services auxiliaires : quelles charges sont incluses ? La manutention du combustible, les tours de refroidissement, les équipements environnementaux, les bâtiments et le CVC peuvent être comptés ou non.
• Pertes des transformateurs : les pertes du transformateur élévateur et du transformateur de soutirage (auxiliaires de tranche) font-elles partie des services auxiliaires, ou sont-elles hors frontière ?
• Points de comptage : où sont exactement comptées la production brute, la consommation des auxiliaires et la production nette, et avec quelles classes de compteurs ?
• Dénominateur du taux : le 所内率 est-il rapporté à la production brute, comme dans la définition usuelle ?
• Période et nature de la valeur : s'agit-il d'une valeur de conception à charge nominale, d'un résultat d'essai ou d'une moyenne annuelle d'exploitation ?
• Conditions : quelles charge, température ambiante, température de l'eau de refroidissement et combustible sont supposés ?
• Unités : la consommation spécifique est-elle en kJ/kWh, kcal/kWh ou Btu/kWh ? Le rendement est-il en pourcentage ou sous forme décimale ?
• Cogénération : la valeur est-elle un rendement électrique seul ou un rendement global incluant la chaleur utile ?

Questions à poser au fournisseur japonais

Si la spécification ne répond pas à la liste de contrôle, envoyez des questions comme celles-ci. Elles conviennent pour une chaudière, une turbine, une cogénération ou une centrale complète.

• Le rendement garanti (ou la consommation spécifique garantie) est-il donné aux bornes de l'alternateur (発電端) ou au départ de la centrale (送電端) ?
• La chaleur introduite est-elle sur base PCS (高位発熱量) ou PCI (低位発熱量) ? Quelle analyse du combustible et quel pouvoir calorifique ont été utilisés ?
• Pouvez-vous lister les charges incluses dans les services auxiliaires (所内電力) ? La manutention du combustible, les ventilateurs des tours de refroidissement, le traitement des fumées et les charges des bâtiments sont-ils inclus ?
• Les pertes des transformateurs (élévateur et de soutirage) sont-elles incluses dans les services auxiliaires ou exclues de la frontière ?
• Où sont comptées la production brute, la consommation des auxiliaires et la production nette ? Pouvez-vous reporter les points de comptage sur le schéma unifilaire ?
• Le taux d'auxiliaires (所内率) est-il calculé par rapport à la production brute ?
• Quelles charge, conditions ambiantes et température de l'eau de refroidissement s'appliquent à la valeur garantie ? Existe-t-il une courbe de correction pour les autres conditions ?
• Quel code d'essai ou quelle procédure servira à vérifier la garantie, et est-il convenu avec nous ?

Voici un court message à adapter :

Objet : précision sur la base des rendements dans les données de performances
Nous examinons la fiche de performances de [équipement]. Pourriez-vous confirmer : (1) si le rendement et la consommation spécifique indiqués sont aux bornes de l'alternateur (brut) ou au départ de la centrale (net) ; (2) si la chaleur introduite est sur base PCS ou PCI ; (3) quelles charges et quelles pertes de transformateurs sont incluses dans les services auxiliaires ; (4) les points de comptage de la production brute, de la consommation des auxiliaires et de la production nette. Un schéma unifilaire annoté nous aiderait à rapprocher vos valeurs des termes de notre contrat.

Pour les essais de réception, convenez du code d'essai et de la frontière avant l'essai, pas après. Selon l'installation, on peut s'appuyer sur des codes comme ASME PTC 46 (performance globale de la centrale, avec puissance et consommation spécifique corrigées), sur ISO 2314 pour les turbines à gaz ou sur NF EN 12952-15 pour les essais de réception des chaudières à tubes d'eau.

Le choix du code applicable est une décision contractuelle ; vérifiez aussi l'édition en vigueur.

Limites de ce guide

• Les chiffres des exemples et de la figure 5 sont fictifs et ne représentent pas les performances typiques d'une centrale.
• Les définitions des services auxiliaires varient selon l'organisme, le régulateur et le contrat. Le pompage des STEP, les pertes des transformateurs et les installations annexes du site sont traités différemment.
• Les conventions PCS/PCI relèvent de la pratique générale, pas d'une règle. Vérifiez toujours la base indiquée sur le document concerné.
• L'exemple japonais de l'exercice 2003 est historique. Ce n'est le facteur actuel d'aucune déclaration réglementaire.
• Les garanties de performance et les méthodes d'essai dépendent du contrat. Ce guide décrit ce qu'il faut vérifier, pas la manière de conduire un essai.
• Les références normatives européennes citées (ISO 2314, NF EN 12952-15) servent d'exemples ; confirmez l'édition et le domaine d'application auprès de votre organisme de normalisation ou de votre fournisseur.

FAQ

Quel est le plus élevé, le rendement brut ou le rendement net ?

Le rendement brut, à condition que les deux reposent sur la même chaleur introduite et la même période, et que la centrale consomme une partie de sa propre production. Une partie de l'énergie produite va aux services auxiliaires : plus la centrale en consomme, plus l'écart entre les deux grandit.

Un taux d'auxiliaires de 10 % signifie-t-il qu'il faut retrancher 10 points ?

Non. Le taux est une part de la production brute : multipliez le rendement brut par 0,90. À 40 % de rendement brut, le rendement net est de 36 %, soit 4 points de moins, et non les 30 % que donnerait une soustraction de 10 points.

Peut-on calculer le taux d'auxiliaires à partir de la puissance (kW) plutôt que de l'énergie (kWh) ?

Oui, pour un instant donné, si les deux relevés sont faits au même moment. Pour une période, utilisez l'énergie cumulée (kWh). Quand la charge varie, une moyenne simple de rapports instantanés peut différer du rapport calculé sur les énergies.

Le rendement au point de réception est-il le même que le rendement net de la centrale ?

Non. Les pertes de transport et de distribution se situent entre le départ de la centrale et le point de réception du client. Le point de réception visé change le périmètre : pour évaluer l'électricité achetée par une usine, établissez le bilan jusqu'au point de comptage d'entrée.

Un rendement net élevé signifie-t-il que l'alternateur lui-même est efficace ?

Pas nécessairement. Le rendement net reflète à la fois la conversion de la chaleur en électricité et la consommation des services auxiliaires. Pour trouver la cause d'une variation, séparez le rendement brut du taux d'auxiliaires, et évaluez l'alternateur seul à partir de sa puissance à l'arbre et de sa puissance électrique.

Sources

• Définition de la consommation des services auxiliaires et du taux d'auxiliaires : IEEJ, terminologie électrique « Station service power » (en japonais)
• Rendement thermique aux bornes de l'alternateur et au départ de la centrale, PCS comme base usuelle : Power Academy, glossaire d'électrotechnique « Rendement thermique » (en japonais)
• Valeurs de référence officielles japonaises pour les centrales thermiques, côté bornes de l'alternateur et sur base PCS : METI, document du groupe de travail sur la production thermique (en japonais)
• Cheminement de l'électricité de la centrale au client : Federation of Electric Power Companies of Japan, « Comment l'électricité est acheminée » (en japonais)
• Exemple de rendement au point de réception, exercice 2003 : SMRJ J-Net21, « Comment est établi le coefficient d'énergie primaire de l'électricité dans la loi japonaise sur les économies d'énergie ? » (en japonais)
• Définitions du PCS et du PCI : Mitsubishi Heavy Industries, communiqué sur la recherche du triple cycle combiné (en japonais)
• Écart PCS/PCI selon le combustible et conventions régionales : National Research Council, Coal: Energy for the Future (1995)
• Production nette et services auxiliaires, pompage des STEP compris : US EIA Glossary, « Net generation »
• Consommation spécifique, 3 412 Btu/kWh et Btu par kWh net : US EIA FAQ, « What is the efficiency of different types of power plants? »
• Consommation d'énergie des auxiliaires, consommation spécifique brute de la centrale et définition du GCV : CERC (Terms and Conditions of Tariff) Regulations, 2024
• Domaine d'application et frontière d'essai d'ASME PTC 46 : ANSI Webstore, ASME PTC 46-2015 (R2025)
• Pompes alimentaires et pompes d'eau de circulation des centrales thermiques : Mitsubishi Heavy Industries, pompes pour centrales thermiques (en japonais)
• Débit, hauteur manométrique, débit d'air, pression et puissance du moteur : Japan Electrical Engineers' Association, calcul de la puissance requise d'un moteur (en japonais)