Un contatore elettrico è un dispositivo elettrico utilizzato per misurare la quantità di energia elettrica consumata in un luogo: casa , industria, ecc. Viene utilizzato dai fornitori di elettricità per fatturare al cliente il consumo di energia . Originariamente questi dispositivi erano di progettazione elettromeccanica , ora sono sostituiti da modelli elettronici . Le nuove versioni di contatori elettrici sono contatori intelligenti a volte chiamati "contatori intelligenti".
L'unità legale di energia è il joule (J). Il watt (W), unità di potenza, corrispondente a un flusso di energia di un joule trasferito in un secondo . Tuttavia, l'unità di energia normalmente utilizzata per il consumo elettrico è il chilowattora (kWh). Un kWh è equivalente a 3,6 x 10 6 J .
I contatori sono apparsi dalla nascita della distribuzione elettrica negli anni 1880 . Sono state esplorate diverse tecnologie.
Thomas Edison , un sostenitore della distribuzione di corrente continua , ha utilizzato prima un misuratore elettrolitico ( Cu / CuS e, quindi, Zn / ZnS ), il deposito di metallo essendo proporzionale alla corrente che scorre attraverso il circuito (una derivazione del circuito principale). Gli elettrodi sono stati raccolti e pesati nei laboratori dell'azienda produttrice (ad esempio, Pearl Street Station ) una volta al mese. Lawrie-Hall ha sviluppato una versione modificata per l'uso con corrente alternata nel 1887.
Il primo esemplare di contatore di energia elettrica per corrente alternata fu presentato alla fiera di Francoforte nell'autunno del 1889 dalle Compagnie Ganz sulla base di un brevetto dell'ingegnere ungherese Ottó Bláthy . Fu commercializzato alla fine dello stesso anno con il nome "Bláthy-meter".
Nel 1894, Oliver Shallenberger della Westinghouse Electric Company riuscì a utilizzare il principio dell'induzione fino ad allora utilizzato solo per costruire ampere-ora- metri per produrre un wattora-metro utilizzando un disco la cui velocità di rotazione è proporzionale alla potenza consumata.
In metri elettromeccanici del XX ° secolo, la misurazione dell'energia avviene contando il numero di rotazioni di un azionamento vivace da correnti parassite . Il loro principio di funzionamento si basa sull'elettromagnetismo . Un disco mobile (solitamente in alluminio) montato su un asse rotante aziona un meccanismo di conteggio meccanico. Questo disco è sottoposto ai campi magnetici alternati prodotti da due elettromagneti disposti alla sua periferia con assi paralleli, uno è attraversato dalla corrente che scorre nel filo di fase e l'altro da una corrente proporzionale alla tensione della rete . Questi due campi magnetici, che sono in quadratura (sfalsati di 90 °) e diretti perpendicolarmente al disco, inducono lì correnti parassite che, generando un campo magnetico opposto ( legge di Lenz-Faraday ) determinano la rotazione del disco (principio identico a quello della macchina asincrona ) per effetto di una coppia motore proporzionale al doppio prodotto della corrente per la tensione e per il coseno dello sfasamento tra queste grandezze (potenza attiva istantanea). Il disco passa tra i poli di un magnete permanente, anch'esso disposto alla sua periferia e generando una coppia resistiva proporzionale alla sua velocità di rotazione; il ruolo di questo magnete è duplice: rende la velocità di rotazione del disco proporzionale alla potenza istantanea e permette la regolazione del contatore. Dopo la calibrazione, un giro del disco determina la costante del contatore in Wh / giro.
In Francia, la lettura del contatore elettrico fa parte del campo regolamentato. Questa è una delle missioni del vettore elettrico e del distributore di energia elettrica ( Enedis , e oltre il 5% del territorio le ELD ), in conformità con la legge del 10 febbraio 2000 (articoli 15 e 19). Una volta all'anno, il gestore della rete nomina un tecnico per leggere l'indice del contatore. Questo indice viene inviato al fornitore di energia elettrica in modo che possa fatturare il suo cliente sulla base del suo consumo effettivo.
Per la maggior parte dell'anno, il cliente viene fatturato sulla base di una stima dei suoi consumi basata sui consumi degli anni precedenti. La trasmissione dell'indice dà luogo a una fattura di rettifica, che corregge la differenza tra la stima e il consumo effettivo per l'anno passato. Per essere fatturato sulla base dei propri consumi effettivi durante l'anno, il cliente ha la possibilità di effettuare un'autolettura dell'indice del proprio contatore e di trasmetterlo al proprio fornitore.
La sostituzione di un contatore difettoso è gratuita, ma una variazione della potenza del contatore o dell'opzione tariffaria su richiesta del cliente che porta all'intervento di un tecnico sarà fatturata dal gestore della rete.
Contatore "classico" monofase Heliowatt.
Contatore elettronico monofase tipo "EDF" SAGEM.
Misuratore monofase "modulare" Polier.
Contatore del consumo di apparecchiature elettriche.
Linky smart meter .
Questi sono i contatori più vecchi. Si riconoscono dal loro disco che ruota in proporzione all'energia consumata. Si fissano tramite tre punti di attacco. Il loro interesse è la loro grande robustezza e facilità di installazione. I contatori che si trovano principalmente sul mercato sono contatori ristrutturati. Questa è la prima generazione di contatori installati da EDF.
Sebbene questo tipo di misuratore esista dagli anni '80 , è dagli anni '90 che compaiono nel paesaggio francese. Il sistema di conteggio è elettronico e spesso sono meno ingombranti dei contatori convenzionali. Come quasi tutti gli amperometri , la misurazione viene effettuata utilizzando uno shunt di misurazione . La tensione misurata ai terminali di questo shunt è proporzionale alla corrente che lo attraversa. Possono essere con display meccanico o LCD (digitale). Questi misuratori sono più sensibili alle sovracorrenti e alle sovratensioni e soprattutto ai fulmini. Questa è la seconda generazione di contatori installati da EDF.
Molto più sofisticato del suo antenato elettromeccanico, il contatore elettronico è progettato per resistere meglio ai tentativi di frode. Ma ci sarebbero ancora frequenti errori di fatturazione eccessiva, a causa di un problema nella stima dei consumi.
I contatori elettrici modulari hanno un sistema di misurazione elettronico. Hanno il vantaggio di essere compatti. Sono anche facili da installare poiché montano su una guida DIN. Il display può essere meccanico o LCD (digitale).
Un misuratore di potenza generalmente fornisce più informazioni di un semplice misuratore di elettricità. Generalmente fornisce la tensione, l'intensità ma misura anche le armoniche. Ha spesso la memoria per registrare queste quantità. Dispone inoltre di uscite (RS232, RS485, Ethernet, ecc.) Che gli consentono di comunicare.
Il misuratore di energia elettrica è inserito tra la presa e il dispositivo di cui si vuole misurare il consumo. Il sistema di conteggio è elettronico.
I misuratori elettronici (a volte chiamati intelligenti) sono l'ultima generazione di misuratori. Le caratteristiche principali di questi contatori sono di poter comunicare e quindi di poter essere letti, tagliati e riavviati da remoto.
Questi contatori aiutano il pubblico a prendere immediatamente coscienza dei propri consumi e consentono la misura dei flussi di energia in entrambe le direzioni per le famiglie dotate di moduli fotovoltaici o altro impianto di produzione di energia elettrica, o edificio a energia positiva . Informano immediatamente i produttori e consentono fatture più dettagliate per i clienti.
In Francia, una versione commerciale chiamata Linky è stata oggetto di una campagna di generalizzazione da parte di Enedis dalla fine del 2015.
L' Irlanda lancia dal 2012 (dal 2008 in 25.000 famiglie) contatori intelligenti. L'Irlanda spera inoltre di ridurre la domanda di elettricità incoraggiando le famiglie e le imprese a essere più efficienti dal punto di vista energetico. Il costo aggiuntivo indotto dall'installazione di questi contatori è stimato in 300 milioni di euro.
Tale contatore misto elettricità / gas è stato progettato nei Paesi Bassi nel 2005 e utilizzato dal 2013, con gli stessi obiettivi di riduzione dei consumi, attraverso un uso ottimizzato dell'elettricità da parte delle famiglie.
Il display meccanico è il display più vecchio ma ha il vantaggio di poter essere letto anche durante le interruzioni di corrente. Inoltre, in caso di danneggiamento o atti vandalici, rimane visualizzato l'ultimo valore registrato, che ne rende sempre possibile la lettura.
Ha il vantaggio di poter visualizzare varie informazioni: tariffe per kilowattora, watt, voltaggio, ecc. In Francia , è installato su qualsiasi nuova installazione.
In uno studio condotto presso l' Università di Twente (Paesi Bassi) in collaborazione con l' Università di Scienze Applicate di Amsterdam , su nove contatori intelligenti prodotti tra il 2004 e il 2014, a seconda dei loro metodi di misurazione, diversi tipi di contatori non davano correttamente il quadro della potenza consumata. Ciò ha portato a una significativa sottostima o sovrastima dei consumi, con cinque dei nove contatori testati che danno valori molto più alti, in alcuni casi fino a quasi il 600% e due sottostimati nell'ordine del 30%. Lo studio spiega queste imprecisioni dalla mancata corrispondenza tra la forma d'onda della corrente risultante dall'uso di lampadine a risparmio energetico (comprese le lampade fluorescenti e le lampadine a LED in combinazione con dimmer o dimmer , che danno i maggiori errori di misurazione) e il dispositivo di misurazione della corrente. Pertanto, quelli che utilizzano un sensore a effetto Hall sono più precisi (ma sottostimati) di quelli che incorporano una bobina di Rogowski , che danno le maggiori sovrastime. Gli sperimentatori riferiscono che tutti i contatori sottoposti alle prove sono conformi alle norme di legge ma deplorano che le certificazioni in vigore non tengano sufficientemente conto dei moderni metodi di commutazione utilizzati nei reattori elettronici incorporati in queste lampade.
I principali produttori europei di contatori, raggruppati nell'European Smart Metering Industry Group (ESMIG), criticano le condizioni in cui sono stati effettuati questi test, considerandoli non riproducibili "in uno scenario familiare immaginabile" , ritenendo "surreale che una famiglia connetta trenta Lampadine led ad un solo dimmer " e ad indicare che la scelta operata dall'università di utilizzare insieme " componenti incompatibili crea notevoli emissioni elettromagnetiche che superano di gran lunga i livelli massimi autorizzati dalle direttive europee e dalle norme relative […]. " . Per loro, le dichiarazioni dell'Università di Twente, suggeriscono falsamente che le stesse condizioni potrebbero verificarsi in individui con materiale conforme alle normative europee e ampiamente distribuito. Concludono che “non c'è motivo di mettere in discussione la tecnologia dei contatori intelligenti. "
Il misuratore di comunicazione Linky installato da Enedis non utilizza sensori ad effetto Hall o bobine Rogowski e non è incluso nello studio.
Solo i contatori conformi alla direttiva MID possono essere utilizzati per fatturare l'elettricità. Ciò garantisce che il contatore effettui il conteggio in modo accurato. Enedis è responsabile della gestione della rete elettrica e dei contatori in Francia, è il distributore di energia elettrica . Il cliente sceglie il suo fornitore di energia elettrica che lo fattura.
La potenza di un contatore elettrico è il consumo massimo di elettricità in un dato momento, è questo che consente a più dispositivi elettrici di funzionare contemporaneamente. Se viene utilizzato in modo eccessivo, l'installazione elettrica si interromperà.
È espresso in kVA ( kilovoltampere ) e funziona per 3 (3 kVA, 6, 9, 12…), generalmente è compreso tra 3 kVA e 36 kVA per una casa. È possibile adattare questa potenza per evitare che il contatore scatti, nonché per evitare sprechi di energia.
Esistono aiuti finanziari per aiutare le persone con problemi a pagare le bollette dell'elettricità. Questa tariffa sociale è determinata da organizzazioni come la CMU (CPAM), che forniscono i documenti necessari al fornitore di energia elettrica che poi farà il necessario con l'abbonato.
Dal 2018, la 1a tariffa di necessità e il suo equivalente per il gas non esistono più. Sono stati sostituiti dall'Energy check, che ti permette di pagare il tuo fornitore di energia elettrica e / o gas, ma anche di pagare il tuo gasolio, gli ordini di legna o pellet per il riscaldamento.
I criteri sono stati ampliati e attualmente tre organizzazioni possono designare i beneficiari (CAF, CPAM e tasse).
L'etichettatura del misuratore contiene le seguenti informazioni: