Julien Eynard ³
³ Co-directeur de thèse, MCF, Laboratoire PROMES-CNRS
Plan
❶ Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 2/86
❶ Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
● Contexte et enjeux énergétique et environnemental
● Mutation du réseau électrique
● Le bâtiment : un micro-réseau
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 3/86
Contexte
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Contexte et enjeux Mutation du réseau électrique
Le bâtiment : un micro-réseau
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
Réchauffement climatique
Epuisement des réserves d’énergie fossile
Augmentation de la demande
Mise en place d’un développement durable
4/86
Enjeux
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Directives nationales et internationales :
Réduction de la consommation énergétique
Réduction des émissions de gaz à effet de serre
Inciter l’utilisation des énergies renouvelables
→ Objectifs pour l’UE à l’horizon 2020 :
• 20 % d’énergie renouvelables
• - 20 % de gaz à effet de serre
• + 20 % d’efficacité énergétique
5/86
Plan
❶ Contexte de la maitrise de l’énergie
● Contexte et enjeux énergétique et environnemental
● Mutation du réseau électrique
● Le bâtiment : un micro-réseau
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 6/86
Mutation du réseau électrique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Réseau électrique traditionnels:
Production centralisée
Flux unidirectionnel
7/86
Mutation du réseau électrique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Réseau électrique actuel et futur:
Production décentralisée
Intermittence
Flux bidirectionnel
Contexte et enjeux
Mutation du réseau électrique Le bâtiment : un micro-réseau
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
8/86
Mutation du réseau électrique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Problématique :
Impact sur le fonctionnement du réseau électrique de l’injection massive de la production décentralisée
Objectif :
Permettre une interaction entre les différentes acteurs du réseau avec une grande souplesse pour assurer un approvisionnement en électricité efficace, durable, économique et sécurisé.
Solutions :
Développer des systèmes intelligents capables de minimiser les impacts induit par l’insertion de production décentralisée
Rechercher de nouvelles architectures du réseau
9/86
Plan
❶ Contexte de la maitrise de l’énergie
● Contexte et enjeux énergétique et environnemental
● Mutation du réseau électrique
● Le bâtiment : un micro-réseau
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 10/86
Le bâtiment : un micro-réseau
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Bâtiment : système multisource et multicharge
Système de contrôle et de gestion en temps réel des flux énergétiques
• Favoriser l’autonomie, donc l’autoconsommation
• Minimiser le coût énergétique de la gestion/exploitation des ressources
11/86
Plan
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
Critères d’évaluation
● Stratégies de gestion des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 12/86
• Utilisation de l’énergie renouvelable :
• Autoconsommation :
• Taux de couverture EnR :
Critères de coût énergétique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 13/86
Critère de coût économique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
14/86
Tarification dynamique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Erreur quadratique moyenne : 16,78 %
15/86
Interaction avec le réseau électrique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Eté
Hiver
Plages horaire des différentes périodes de charge du réseau électrique
Seuils réseaux :
70 %
30 %
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
16/86
Saison Eté
(1er mai au 31 octobre)
Hiver
(1er novembre au 30 avril) Période de pointe 10h-17h
7h-13h30 14h30-16h 17h30-20h30 Période intermédiaire
0h-2h 7h-10h 17h-23h
0h-2h 6h-7h 13h30-14h30
16h-17h30 20h30-23h
Période creuse 2h-7h
23h-24h
2h-6h
23h-24h
Impact réseau
• Impact en injection :
• Impact en soutirage :
• Impact global :
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 17/86
Plan
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
● Critères d’évaluation
Stratégies de gestion des ressources énergétiques : o Sans stockage
o Avec stockage o Prédictive
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 18/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion sans stockage
19/86
Plan
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
● Critères d’évaluation
Stratégies de gestion des ressources énergétiques : o Sans stockage
o Avec stockage o Prédictive
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 20/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion avec stockage
21/86
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques : Avec stockage
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion avec stockage
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
22/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion avec stockage
23/86
Plan
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
● Critères d’évaluation
Stratégies de gestion des ressources énergétiques : o Sans stockage
o Avec stockage o Prédictive
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 24/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion prédictive
25/86
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques : Prédictive
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion prédictive
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
26/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie de gestion prédictive
27/86
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques : Prédictive
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Horizon de prédiction
① Réseau en période creuse :
•
• Seuil 30 %
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
28/86
Suivie d’une période de pointe
•
• Seuil 70 %
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Horizon de prédiction
② Réseau en période intermédiaire :
Suivie d’une période creuse
•
• Seuil 30 %
29/86
Suivie d’une période intermédiaire
•
• Seuil 70 %
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques : Prédictive
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Horizon de prédiction
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
③ Réseau en période de pointe, suivie d’un deuxième pic proche :
Suivie d’un 2 ème pic proche
•
• Seuil 70 %
30/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Prédiction des données
Charge de l’habitat :
Charge du réseau électrique :
31/86
Critères
Stratégie de gestion des ressources énergétiques : Prédictive
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud
Production PV :
Production éolienne :
Prédiction des données
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches
Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
32/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
Modélisation de charge sous TRNSYS
● Modélisation de la production décentralisée
● Modélisation du système de stockage
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 33/86
Modélisation de charge sous TRNSYS
Modèles thermiques d’habitats individuels :
• Appartements en copropriété
• Habitations privées
• Différents niveaux d’isolation : « années 80 » ou RT 2005
Modélisation des modes de vie des habitants :
• Personne seule
• Couple sans enfant
• Couple et deux enfants
Modélisation de charge sous TRNSYS Modélisation de la production décentralisée
Modélisation du système de stockage
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
34/86
Modèles thermiques d’habitats individuels sous TRNSYS
Etude de cas: maison de plein pied de 150 m² selon la loi Carrez, située à Perpignan, habitée par quatre personnes (un couple et deux enfants)
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 35/86
Modèles thermiques d’habitats individuels sous TRNSYS
Composition des éléments pour un niveau d’isolation
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Modélisation de charge sous TRNSYS Modélisation de la production décentralisée
Modélisation du système de stockage
Type RT 2005 Type « années 80 »
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
36/86
Modélisation du mode de vie des habitants
Consigne de température
conventionnelle fixée par la RT 2005
Scénario d’occupation conventionnel fixée par la RT 2005
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Scénarios d’occupation et consignes de température
Scénario Tc RT 2005
37/86 Présence en semaine Présence le week-end
0h-10h
18h-24h 0h-24h
Température de consigne
Présence des occupants
Absence des
occupants
Chauffage 19 ° C 16 ° C
Climatisation 28 ° C 30 ° C
Modélisation du mode de vie des habitants
Consigne de température conventionnelle fixée par la RT 2005 Scénario d’occupation affinée par pièce
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Modélisation de charge sous TRNSYS Modélisation de la production décentralisée
Modélisation du système de stockage
Scénarios d’occupation et consignes de température
Scénario Tc affinée
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
38/86
Présence en semaine Présence le week-end
Chambre 0h-7h
21h-24h
0h-7h 21h-24h Cuisine
7h-8h30 12h-13h30 19h-20h30
7h-8h30 12h-13h30 19h-20h30 Salon
6h-7h30 12h30-13h30 19h30-21h30
9h-14h 19h-22h Couloir
6h-8h30 12h-14h 18h-21h
9h-21h
Température de consigne
Présence des occupants
Absence des occupants
Chauffage 19°C 16°C
Climatisation 28 ° C 30 ° C
Modélisation du mode de vie des habitants
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Scénarios de comportement
Avec pilotage de charge Sans pilotage de charge
39/86
Appareil Période de
fonctionnement
Lave-linge 3h15 – 5h
Sèche-linge 3h – 5h10 Lave-vaisselle 3h – 5h15
Appareil\Saison Été
(1
ermai au 31 octobre) Lave-linge 14h15 – 16h Sèche-linge 14h – 16h10 Lave-vaisselle 14h – 16h15
Appareil\Saison Hiver
(1
ernovembre au 30 avril) Lave-linge 18h – 19h45
Sèche-linge 18h – 20h10
Lave-vaisselle 17h45 – 19h55
Plan
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
● Modélisation de charge sous TRNSYS
Modélisation de la production décentralisée
● Modélisation du système de stockage
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 40/86
Modélisation des systèmes de production décentralisée Mix-énergétique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Panneau photovoltaïque Modèle 194 sous TRNSYS
Basé sur la méthode de calcul présentée par DeSoto 1 et définis par différentes équations semi-empirique
Détermine le courant et la puissance du panneau photovoltaïque à une tension spécifique
1
DeSoto W., Klein S.A., Beckman W.A., 2006.
Improvement and validation of a model for photovoltaic array performance, Solar Energy, vol. 80, pp. 78-88.
41/86
Modélisation des systèmes de production décentralisée Mix-énergétique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Modélisation de charge sous TRNSYS Modélisation de la production décentralisée
Modélisation du système de stockage
Eolienne
Modèle 90 sous TRNSYS
Basé sur les travaux de Quilan 1
Calcul la puissance de sortie des systèmes de conversion d’énergie basé sur une puissance en fonction de la vitesse du vent
1
Quilan P.J., 2000. A time-series wind turbine array simulator. In Proceeding of ASES Conference SOLAR 2000, Madiso, USA.
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
42/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
● Modélisation de charge sous TRNSYS
● Modélisation de la production décentralisée Modélisation du système de stockage
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 43/86
Modélisation du système de stockage : batterie Mix-énergétique
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Modélisation de charge sous TRNSYS Modélisation de la production décentralisée
Modélisation du système de stockage
Description du fonctionnement de la batterie :
Mode charge :
Mode décharge :
Contraintes : et
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact Bilan et perspectives
44/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau :
o Sans stockage o Avec stockage o Prédictive
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 45/86
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Dimensionnement des systèmes de production sans stockage
Micro-réseau intelligent 2014
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
46/86
Dimensionnement des systèmes de production sans stockage
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 47/86
Dimensionnement des systèmes de production sans stockage
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV optimisés vs. PV standard PV et éolien optimisés vs. PV optimisés
48/86
PV standard : 3 kWc
PV optimisé : 7,9 kWc
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 20 40 60
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 20 40 60
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
49/86
PV optimisé : 7,9 kWc
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
PV et éolienne optimisé : PV : 3,9 kWc
Eolienne : 11 kWc
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150 200 250
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150 200 250
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150 200 250
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
50/86
Dimensionnement des systèmes de production sans stockage
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 51/86
Dimensionnement des systèmes de production sans stockage
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV optimisés vs. PV standard PV et éolien optimisés vs. PV optimisés
52/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau :
o Sans stockage
o Avec stockage (seuil de 70 %) o Prédictive
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 53/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 70 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 70 % Gestion prédictive
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
54/86
70 %
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud 55/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 70 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV+batterie vs. PV PV+éolienne+batterie vs. PV+éolienne Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 70 % Gestion prédictive
56/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie avec stockage, seuil à 70 % PV : 8 kWc
Batterie : 100 kWh
Stratégie sans stockage PV : 8 kWc
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
60 80 100
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
57/86
Micro-réseau intelligent 2014 Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 70 % Gestion prédictive
Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Stratégie sans stockage PV : 8 kWc
Eolienne : 10 kWc
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150 200 250
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150 200 250
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
Stratégie avec stockage, seuil à 70 % PV : 8 kWc
Eolienne : 10 kWc Batterie : 200 kWh
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
100 150 200
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
58/86
70 %
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud 59/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 70 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV+batterie vs. PV PV+éolienne+batterie vs. PV+éolienne Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 70 % Gestion prédictive
60/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau :
o Sans stockage
o Avec stockage (seuil de 30 %) o Prédictive
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 61/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 30 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 30 % Gestion prédictive
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
62/86
30 %
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud 63/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 30 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV+batterie vs. PV PV+éolienne+batterie vs. PV+éolienne Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 30 % Gestion prédictive
64/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Stratégie avec stockage, seuil à 30 % PV : 8 kWc
Batterie : 200 kWh
Stratégie sans stockage PV : 8 kWc
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
140 145 150
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
65/86
Micro-réseau intelligent 2014 Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 30 % Gestion prédictive
Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Stratégie sans stockage PV : 3,6 kWc Eolienne : 16 kWc
Stratégie avec stockage, seuil à 30 % PV : 3,6 kWc
Eolienne : 16 kWc Batterie : 200 kWh
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh)
Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300 400
Energie (Wh)
Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Temps (h)
Energie (Wh)
Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 200 400
Energie (Wh) Energie injectéé sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
100 150 200
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
66/86
30 %
Micro-réseau intelligent 2014
Aurélie Chabaud 67/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage pour un seuil réseau de 30 %
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
PV+batterie vs. PV PV+éolienne+batterie vs. PV+éolienne Gestion sans stockage
Gestion avec stockage : seuil de 30 % Gestion prédictive
68/86
❶ Contexte et enjeux de la maitrise de l’énergie
❷ Stratégies de gestion intelligente des ressources énergétiques
❸ Modélisation du micro-réseau
❹ Dimensionnement des systèmes de production et de stockage et impact réseau :
o Sans stockage o Avec stockage o Prédictive
❺ Bilan et perspectives
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014 69/86
Dimensionnement des systèmes de production et de stockage avec la gestion prédictive
Aurélie Chabaud Micro-réseau intelligent 2014
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
70/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Approches:
1 : prédictive
2 : non-prédictive sans stockage 3 : non-prédictive avec stockage, seuil à 70 %
4 : non-prédictive avec stockage, seuil à 30 %
71/86
Micro-réseau intelligent 2014 Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Avec éolienne :
Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Approches:
1 : prédictive
2 : non-prédictive sans stockage 3 : non-prédictive avec stockage, seuil à 70 %
4 : non-prédictive avec stockage, seuil à 30 %
72/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Approche prédictive vs. Approche non prédictive avec stockage et seuil à 70 %
73/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Approche prédictive vs. Approche non prédictive avec stockage et seuil à 70 %
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50
Energie (kWh) Energie soutirée au réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
80 100 120 140
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50 100 150
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
50 100 150
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges PV : 8 kWc – Batterie : 140 kWh
Stratégie prédictive
Stratégie avec stockage seuil à 70 %
74/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges PV : 8 kWc – Eolienne : 10 kWc – Batterie : 200 kWh
Stratégie avec stockage seuil à 70 %
Stratégie prédictive
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50
Energie (kWh) Energie soutirée au réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
100 150 200
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 200 400
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 200 400
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 200 400
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
100 150 200
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
75/86
Micro-réseau intelligent 2014 Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Sans éolienne :
Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Approches:
1 : prédictive
2 : non-prédictive sans stockage 3 : non-prédictive avec stockage, seuil à 70 %
4 : non-prédictive avec stockage, seuil à 30 %
76/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Approches:
1 : prédictive
2 : non-prédictive sans stockage 3 : non-prédictive avec stockage, seuil à 70 %
4 : non-prédictive avec stockage, seuil à 30 %
77/86
Micro-réseau intelligent 2014 Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Approche prédictive vs. Approche non prédictive avec stockage et seuil à 70 %
78/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Approche prédictive vs. Approche non prédictive avec stockage et seuil à 30 %
79/86
Micro-réseau intelligent 2014 Aurélie Chabaud
Maitrise de l’énergie : contexte, enjeux, approches Stratégie de gestion énergétique
Modélisation du micro-réseau
Dimensionnement et impact
Bilan et perspectives
Approche prédictive vs. Approche non prédictive avec stockage et seuil à 30 %
Gestion sans stockage Gestion avec stockage
Gestion prédictive
Isolation RT2005, régulation de température affinée, avec pilotage de charges PV : 8 kWc – Batterie : 140 kWh
Stratégie prédictive
Stratégie avec stockage seuil à 30 %
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 50
Energie (kWh) Energie soutirée au réseau électrique
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
80 100 120 140
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie auto-consommée
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200
Energie (Wh) Energie injectée sur le réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 100 200 300
Energie (Wh) Energie soutirée au réseau
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
95 100 105
Temps (h)
Energie (kWh) Batterie
