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[Actes de] Regard sur la science du bâtiment 2009/10 : Efficacité énergétique dans les bâtiments, pp. 1-26, 2009-01-01
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Réponse aux pics de demande électrique Newsham, G. R.; Birt, B.; Laouadi, A.; Atif, M. R.
Guy Newsham, Benjamin Birt, Aziz Laouadi
et Morad Atif
Réponse aux pics de demande
électrique
2
Aperçu
Pourquoi est-ce important de répondre à la
demande
Le rôle de l’éclairage dans la réponse à la
demande
Le rôle du chauffage, de la ventilation et de la
3
Introduction
Croissance de la consommation
d’énergie dans les bâtiments
Croissance encore plus rapide
des pics de demande
d’électricité
4
Introduction
La consommation
d’électricité durant
les pics
•
Estimation de
Californie
Jour de pic en
2003 de
14 h à 17 h
Rubinstein & Kiliccote, Demand Responsive Lighting: A Scoping Study,
LBNL/DRRC Report LBNL-62226 (2007). http://drrc.lbl.gov/pubs/61090.pdf
Éclairage extérieur (1 %)
Eau chaude domestique (1 %)
Matériel de bureau (2 %)
Réfrigération (5 %)
Ventilation (10 %)
Divers
(18%)
Éclairage intérieur
(30 %)
Climatisation
(32 %)
Cuisine (1 %)
Pic de 3 heures
5
July/August 2006
Introduction
Profil de charge
en été, Ontario
Déplacement
de la charge
Délestage
Une réduction de
2 à 5 % des pics
peut diviser par
deux le prix du
disponible
30ºC
35ºC
6
Introduction
Comparaison des pics d’été et des pics d’hiver
•
Dans la plupart des régions au Canada, le pic a
lieu l’hiver
•
Pics à différentes heures
7
Introduction
Autres avantages
•
Procure une réserve
d’électricité
•
Permet d’introduire les
énergies renouvelables
dans le réseau
Avec la permission
de l’Association canadienne
de l’énergie éolienne
8
Introduction
Incidence sur le confort
des occupants ?
•
On règle habituellement
l’éclairage et la
température de façon
à optimiser le confort
•
Il n’en est pas ainsi
lorsqu’on répond à
la demande durant
les pics
9
Études de laboratoire
L’éclairage électrique peut
être diminué sans difficulté
•
20 % sur 10 secondes,
sans lumière du jour
•
40 % et plus sur 30 minutes,
sans lumière du jour, ou sur
10 secondes avec lumière
du jour
On peut augmenter la
température sans difficulté
•
1,5 ºC sur 2½ heures
10
Étude sur le terrain
Bureau fédéral
11
Étude sur le terrain
Immeuble de bureaux
•
525 luminaires, 330 à éclairage réduit les jours
12
Étude sur le terrain
Absence de plaintes
9 mai 2008
Éclairement
lumineux
Puissan
ce lumineuse
Heure
Enregistreur 110, 1
erétage
Enregistreur 120, 2
eétage
Puissance consommée
13
Étude sur le terrain
Campus de collège
•
Bureaux, salles de
classes et couloirs
dans 7 bâtiments
•
2300 luminaires,
1852 à éclairage réduit
les jours de délestage
14
Étude sur le terrain
15.2 kW (18%)
11.3 kW (15%)
7.7 kW (14%)
Absence de
plaintes
Commandes
murales pas
actionnées
davantage
Heure de la journée
Puissance (kW)
15
Études sur le terrain concernant le CVC
Californie
•
Essais de réponse automatisée à la demande
en 2004
•
Stratégies visant le CVC pour la plupart
•
18 sites, 36 bâtiments, >10 millions pi
2
de surface
au sol
http://drrc.lbl.gov/drrc-pubsall.html
Piette et al., Findings from the 2004 Fully Automated Demand
Response Tests in Large Facilities, LBNL/DRRC Report
16
Études sur le terrain concernant le CVC
30 ¢/kWh
75 ¢/kWh
Site
Albertsons B of A Cal EPA CETC Cisco 50 Douglas Summit Ctr Echelon OFB UCSBÉclairage vertical 35 % éteint
Temp. apport d’air rétablie 55°F → 59°F
Pression statique des gaines 2,2 IWC → 1.8 IWC Pression statique des gaines1.0 IWC → 0.5 IWC Décharger le refroidisseur et refroidir avec la glace stockée
Deux groupes de traitement de l’air éteints Humidificateur électrique éteint
Réglage zone de débit d’air variable 2°F Réglage salles des ordinateurs AH 2°F Pompe de chaudière et ventilo-convecteurs d’escaliers éteints
Diminuer l’éclairage en présence de lumière du jour Lumières éteintes dans l’escalier, le lobby et les couloirs
Réglage général de la zone 76°F → 78°F Réglage général de la zone 76°F → 78°F Réglage de zone augmenté
Éclairage atténué dans les bureaux Réglage général de la zone 72°F → 76°F Diminution générale de la zone 70°F → 68°F Télécommande par variation de fréquence du ventilateur d’apport à 70 % de la limite
Économiseur ouvert à 100%
Chauffe-porte anti-condensation, mode de nuit Temp. Apport d’air rétablie → 59°F
Pression statique des gaines→ 1.4 IWC Éteindre en présence de lumière du jour
Réglage général de la zone → 80°F Réglage général de la zone → 80°F 2 unités hors-toit sur 3 éteintes
Lumière éteinte dans le Lobby, la zone commune Lumière du couloir éteinte 33~50%
Réglage général de la zone → 78°F Diminution générale de la zone → 66°F
Télécommande par variation de fréquence du ventilateur d’apport à 60 % de la limite
Pression statique des gaines rétablie 0,4 IWC (partiel) Distributeur chauffage/climatisation fermé
17
Études sur le terrain concernant le CVC
8 sept., température extérieure 32ºC (90ºF)
Prix ¢/kWh
10
30 75 30
10
Absence de
plaintes
1.5 MW (24%)
Demande
(kW)
UCSB Courbe de référence
OFB Économie totale
B of A (B) Albertsons
18
Études sur le terrain concernant le CVC
Californie
•
Essais de réponse automatisée à la demande
en 2005
•
15 bâtiments, ~2 millions pi
2
de surface au sol
Piette et al., Automated Critical Peak Pricing Field Tests: Program
Description and Results, LBNL/DRRC Report LBNL-59351 (2006).
http://drrc.lbl.gov/pubs/59351.pdf
19
Études sur le terrain concernant le CVC
Chabot Space &
Science Center
Stratégie de
pré-climatisation
Nom du site
Pré-activité
Prix modéré
Prix élevé
Récupération
lente
Chabot
¾ Climatisation gratuite
quand la température
extérieure est
inférieure à 62 ºF
¾ Climatisation jusqu’à
midi à la température
moyenne de la zone,
de 70 °F
¾ Zone de déplacement
réglée à 74ºF, 4/3 ºF
chaque heure
¾ Zone de déplacement
réglée à 78ºF, 4/3 ºF
chaque heure
Aucune
20
Études sur le terrain concernant le CVC
29 septembre
Multiple du prix
x1
x3 x5
x1
Absence de plaintes
88 kW (28%)
Puissance totale
pour le
bâtiment
(kW)
21
Simulations
Siège social du New York Times
CVC
•
Pré-climatisation le matin
•
Après-midi
–
Stade 1 : + 3 ºF
–
Stade 2 : + 6 ºF
Éclairage
•
Stade 1 : atténué sur le pourtour 70 %,
centre 50 %
•
Stade 2 : éteint en pourtour
Kiliccote et al., Dynamic Controls for Energy Efficiency and
Demand Response: Framework Concepts and a New
Construction Study Case in New York, LBNL/DRRC Report
LBNL-60615 (2006). http://drrc.lbl.gov/pubs/60615.pdf
22
Simulations
Réduction de 400
-600 kW
Courbe de référence
Adaptation au pic
Énergieé lectriquetotale
(kW)
