L'autoconsommation : introduction, principes de base et tendance générale
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
L’autoconsommation :
introduction, principes de
base et tendance générale
Sandrine Pincemin, Enseignante-Chercheur
sandrine.pincemin@epf.fr
EPF Ecole d’ingénieur
IES - Equipe M@CSEE
Microélectronique, Composants, Systèmes, Efficacité Energétique
1 Energaia – 6 décembre 2013
Sommaire
Présentation de l’EPF et de l’IES
Contexte
- Contexte énergétique
- Enjeux
- Définition
Tendances générales
- Cas d’étude
- Comparaison
2 Energaia – 6 décembre 2013
EPF Ecole d’ingénieur
- Création de la formation par alternance
Création de l’Ecole Fondation reconnue - 1ere rentrée de l’EPF à Troyes en septembre 2011
Polytechnique d’utilité publique - 1ere rentrée de l’EPF à Montpellier en janvier 2012
Féminine
1925 1938 1991 1994 2009-2013
Habilitation L’EPF devient mixte
par la CTI et ne décline plus
son sigle
En 2013 : 200 étudiants
1A FORMATION GENERALISTE Sept 2013
(S et STI)
2A FORMATION GENERALISTE
3A FORMATION GENERALISTE Sept 2012
FILIERE
4A Mécanique – Energie – Environnement – Informatique - Janv 2012
5A ORIENTATION
ECD – EEE / EIE – VERTE / AE – MMS / MTIC – IAP - IIL Sept 2012
3 Energaia – 6 décembre 2013
EPFentre
Interaction Ecolelesd’ingénieur
équipes
SCEAUX Capteurs
Modélisation et maillage TROYES
Procédés Chimiques Propres et Durables »
« Sécurité des Structures et des
Sécurité des structures vis-à-vis de l’entartrage Systèmes d’Information »
Traitement durable des déchets ultimes Matériaux et composants Mécaniques
Laboratoire d’accueil : LISE (ERMESS)
Laboratoire d’accueil: UTT LASMIS
Sécurité de l’information
« Droit des technologies » Laboratoire d’accueil: UTT LM2S
Physico-chimie Droit de la propriété intellectuelle
des matériaux Droit informatique et des bases de données
Laboratoire d’accueil : Dynamique du droit
Capteurs
« Production et Gestion des Énergies Renouvelables » Modélisation et maillage
Bâtiment durable
Cellules solaires sous concentration
Matériaux de stockage de l’énergie
Laboratoire d’accueil : IES
MONTPELLIER
4 Energaia – 6 décembre 2013
IES – Institut
Interaction d’électronique
entre les équipes du Sud
Effectifs :
- 129 chercheurs,
- 28 Ingénieurs, Techniciens et Administratifs
- 60 Stagiaires
5 Energaia – 6 décembre 2013
Contexte énergétique
Objectifs internationaux:
- Diminution des émissions de GES
- Stabilisation de l’accroissement des températures de +2°C d’ici à la fin du siècle
Objectifs européens (plan climat énergie – 2008) :
- Diminuer de 20 % les émissions de gaz à effet de serre ;
- Réduire de 20 % la consommation d'énergie ;
- Atteindre 20 % d’EnR dans le bouquet énergétique d'ici à 2020.
En France métropolitaine (2011)
Répartition et évolution de la consommation en énergie primaire (266 Millions de Tep)
6 Energaia – 6 décembre 2013
Contexte énergétique
Les énergies renouvelables en France
Contribution croissante en France – 19,5 Mtep en 2011
Contribution des EnR dans la consommation
électrique
7 Energaia – 6 décembre 2013Contexte énergétique & PV
Contribution du PV
8 Energaia – 6 décembre 2013 Sources
IEAContexte énergétique & PV
Contribution du PV en France
Diminution des coûts du PV
Contribution croissante en
France 19,5 Mtep en 2011
Parité réseau : le coût de production
d’une énergie nouvelle égale le prix
moyen de l’électricité sur le réseau
9
local. 2013
Energaia – 6 décembreContexte énergétique & bâtiment
Evolution de la consommation dans le bâtiment
Solutions multiples pour des usages nombreux
EnR (solaire, géothermie …)
Stockage (sensible, latent, thermochimique,
électrochimique, mécanique …)
Autre ?
BBC, BePos Public
Consommation d’énergie dans le bâtiment
Maison individuel et résidence collectives 2010 2012 2020
Heating
BBC BePos
Specific 21%
Cooling
Privé, public Privé, public
electricty
and 6%
lighting Un bâtiment ou un site est à énergie positive
46% s’il consomme peu d’énergie et si on produit
Wather sur le site, grâce aux énergies renouvelables,
19%
davantage d’énergie que l’on n’en consomme
10 Cooking (tous usages
Energaia – 6 décembre 2013 confondus) à l’échelle de l’année.
8% Source SoeS - Bilan Energie 2011 Thiaut Vitte – These en génie civil INSA LyonAutoconsommation
Définition générale
La plus grande partie de l’électricité produite est consommée localement,
le surplus peut être injecté sur le réseau
Et en fonction des acteurs il s’agit aussi :
- Accompagner les systèmes proches de la parité réseaux (cas allemand)
- Réduire l’injection d’électricité fluctuante sur le réseau pour éviter de le
déstabiliser
- Remettre à plat le dispositif de soutien au PV pour redéfinir un
dispositif assurant une rentabilité suffisante aux installations
- Dynamiser la filière industrielle du stockage
- Diminuer le coût public du soutien au déploiement du PV
11 Energaia – 6 décembre 2013
Source : ADEMEAutoconsommation
Solutions techniques actuelles
- Au fil du soleil
Autoconsommation totale ou partielle de la production en
temps réel en fonction de la consommation, avec injection
du surplus vendu ou non
- Connectée avec stockage
Permet de mieux gérer la disponibilité de l’électricité
solaire en fonction des besoins. Le stockage modulable
permet de couvrir une part variable des besoins en dehors
de la production au fil du soleil
- Hors réseau
Comprend un stockage et l’autoconsommation totale de la
production solaire. Cette solution est adaptée pour les sites
isolés où l’absence de réseau de distribution électrique
12 impose des solutions palliatives
Energaia – 6 décembre 2013
Source : EnerplanAutoconsommation
Solutions techniques actuelles
- Au fil du soleil
Autoconsommation totale ou partielle de la production en
temps réel en fonction de la consommation, avec injection
du surplus vendu ou non
- Connectée avec stockage
Permet de mieux gérer la disponibilité de l’électricité
solaire en fonction des besoins. Le stockage modulable
permet de couvrir une part variable des besoins en dehors
de la production au fil du soleil
- Hors réseau
Comprend un stockage et l’autoconsommation totale de la
production solaire. Cette solution est adaptée pour les sites
isolés où l’absence de réseau de distribution électrique
13 impose des solutions palliatives
Energaia – 6 décembre 2013
Source : EnerplanPrincipe de base
Pourquoi l’autoconsommation?
Problématique liée au BePOS
• Gestion de la production renouvelable nécessaire
• Rationalisation de l’électricité pour lisser la courbe de charge et le niveau de
consommation dans le bâtiment
• Gestion des BePos Ilot/Quartier à énergie Positive ?
Production
Centralizedcentralisée
electricity Production décentralisée
Decentralized electricity
Production centralisée d’électricité
Centralized electricity Production décentralisée
Decentralized electricity
d’électricité
production d’électricitéproduction production d’électricité
production
Panneaupanels
Photovoltaic PV Photovoltaic
Panneau panels
PV
2 Maison
Residential
Residential Grid
Réseau
Grid
Réseau Maison house
résidentielle
house
1 résidentielle
Objectifs
Accroître la production EnR dédiée à la consommation locale
5 scenarii de gestion – Usage ciblé : électricité spécifique Li-ion Battery
Stockage Li-ion
Storage
-14 Etude numérique Energaia – 6 décembre 2013
- Etude expérimentale (2013)Cas d’étude
Sélection d’une solution de stockage
Valeur relative au Li-ion Coût par cycle
1000 100000
() Masse
( ) Volume 10000
100 1000
moy kg
moy m3
100
€/(kwh.cycle)
10
10
1
1
0,1
0,01
0,1
0,001
Ai t in ap
Pb
é
d
H
co
e
Po
ol on
m ie
im
er
iC
iM
r
n
ll
el
d
ad
co ert
c
Pa
H
Li
ito
- p i- i
-io
ce
iC
la per
N
ym
he
pr
iM
N
Le
ac
L
Li
N
el
yw
N
ap
Fu
Vo Su
Fl
rc
n
pe
Li
r
Su
15 Energaia
H. Chen and al, Progress in electrical – 6 décembre
energy storage 2013review, Progress in Natural Science, Vol 19 (3),
system: A critical
2009, pp 291–312Cas d’étude
Evaluation de la consommation sur plusieurs sites
(40) - Mesure in situ - BE Enertech
Strasbourg Angers Tarbes Toulouse
Nécessité de données et de
Electricité spécifique – Peu de connaissances
mesures.
• Pas d’influence de la localisation
• Pas d’influence de la saison Développement d’un modèle de
bâtiment adapté aux usages
• Pas de modèles numériques
électriques en cours
16 Energaia – 6 décembre 2013
Herie PARK, Marie Ruellana Nadia Martaj, Rachid Bennacer and Eric Monmassona, Generic Thermal Model of Electric Appliances Integrated in Low Energy
Building, Proceeding conference IEEE, Montreal 2012.Cas d’étude
Projet LionBat : Quelques résultats …
Production PV Contribution réseau
Surplus Bâtiment Batterie Bâtiment Batterie Total
Scénario 1 0% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 2 100% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 4
20 % 38% 42% 34% 0% 34%
(Réf.)
Scénario 6 20% 38% 42% 9% 21% 30%
PV/ réseau PV/ réseau
PV/ stockage
PV/ stockage
et bâtiment
et bâtiment
Réseau/
stockage
17 Energaia – 6 décembre 2013
Stockage StockageCas d’étude
Projet LionBat : Quelques résultats …
Production PV Contribution réseau
Surplus Bâtiment Batterie Bâtiment Batterie Total
Scénario 1 0% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 2 100% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 4
20 % 38% 42% 34% 0% 34%
(Réf.)
Scénario 6 20% 38% 42% 9% 21% 30%
PV/ réseau PV/ réseau
Batterie vers bâtiment PV/ stockage
et bâtiment
PV/ stockage
et bâtiment
Réseau/
28% stockage
18 Energaia – 6 décembre 2013
Stockage StockageCas d’étude
Projet LionBat : Quelques résultats …
Production PV Contribution réseau
Surplus Bâtiment Batterie Bâtiment Batterie Total
Scénario 1 0% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 2 100% 0% 0% 100% 0% 100%
Scénario 4
20 % 38% 42% 34% 0% 34%
(Réf.)
Scénario 6 20% 38% 42% 9% 21% 30%
PV/ réseau PV/ réseau
Batterie vers bâtiment
PV/ stockage
et bâtiment
PV/ stockage
et bâtiment 32%
Réseau/
stockage
19 Energaia – 6 décembre 2013
Stockage StockageComparaison
Part du réseau pour un bilan annuel nul ou positif
Exemple : 6 maisons résidentielles, Angers
() Manque
() Surplus
Résultats de l’étude numérique : Contribution EnR + Stockage
70% de consommation annuelle en électricité spécifique
20 Energaia – 6 décembre 2013Conclusion
Pertinence de l’autoconsommation
- 3 scenarios de gestion possible, avec ou sans stockage
- Cas du résidentiel : le stockage permet l’adéquation
production électricité renouvelable et consommation
Outils en phase de développement
Expérimentation en cours en France et dans le monde
21 Energaia – 6 décembre 2013Vous pouvez aussi lire
