Rendement

Rendement d'un bloc

Les transferts de puissance vus dans les paragraphes précédents ne sont pas parfaits. En d'autres termes, à chaque transfert (entre deux blocs), il y a une perte d'énergie. Ces pertes sont dissipées sous forme de chaleur. Par exemple, la chaleur dissipée par un chargeur de téléphone provient des pertes dues à la transformation de la tension (230V → 5V).

A partir de cet exemple, on peut modéliser la chaîne suivante :

Dans le cas d'un chargeur de téléphone, les pertes représentent entre 20 et 40% de l'énergie entrante (P1 sur le schéma). Le chargeur (bloc transmettre) restitue donc moins d'énergie en sortie (P2).

Si on prend en compte 20% de pertes, cela signifie que P2 est égal à 80% (100% - 20%) de P1. Ce pourcentage (80% dans notre cas) est appelé le rendement.

Le rendement d'un bloc de la chaîne d'énergie est noté (Êta). Il est le rapport entre la puissance utile et la puissance absorbée. La puissance absorbée est la puissance à l'entrée du bloc et la puissance utile est la puissance de sortie.

Il se calcule de la manière suivante :

$$\eta=\frac{P_u}{P_a}$$

Avec $P_u$ la puissance utile (W), $P_a$ la puissance absorbée (W) et $\eta$le rendement (sans unité ou exprimé en %).

Quelques exemples de machines et leur rendement :

Rendement global d'une chaîne de puissance

Le rendement global d'une chaîne de puissance est le produit des rendements de chaque bloc :

$$\eta_{global}=\eta_{1} \times \eta_{2} \times \eta_{3} \times ...\times \eta_{n}$$

Le rendement global d'une chaîne d'énergie est donc nécessairement inférieur au rendement du plus mauvais des étages de la chaîne de puissance ! D'où la nécessité de soigner la conception de chaque étage dans un souci d'efficacité énergétique globale.