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​Autoconsommation : préparer le futur de la production photovoltaïque

Autoconsommation

Publié le 6 octobre 2016

Comment optimiser l’usage des installations photovoltaïques en autoconsommant l’énergie produite localement, plutôt que de recourir à l’énergie disponible sur le réseau ? Cette question, simple à première vue, soulève nombre de difficultés d’application. Celles des politiques de rachat d’électricité et d’organisation des réseaux tout d’abord. Pendant plusieurs années, la pratique de tarifs d’achats attractifs en France a incité les producteurs à réinjecter l’énergie photovoltaïque sur le réseau national. Sur un plan purement technique, et malgré la bonne adéquation annuelle entre la quantité d’énergie produite par une installation photovoltaïque de 20m² sur un pavillon et sa consommation, l’adéquation production-consommation en temps–réel reste difficile en raison:

  • De la variabilité des quantités d’énergie produite au cours de la journée et des besoins de consommation réels,
  • De la fluctuation de la production en fonction de la météo ou des périodes de l’année.

Cela rend les projets d’autoconsommation complexes à réaliser dans l’habitat et le bâtiment. Pour devenir réalité, ils doivent souvent associer des solutions de stockage, couplées à des systèmes intelligents permettant de piloter la demande en énergie et d’assurer en permanence l’adéquation entre production et consommation. Les enjeux environnementaux et économiques sont considérables, puisque l’autoconsommation contribue à la diminution des émissions de gaz à effet de serre et à réduire les coûts d’accès à l’énergie.

Pour atteindre ces objectifs d’autonomie, les travaux des équipes spécialisées en génie électrique/informatique et mathématique portent sur le développement d’algorithmes de gestion et de systèmes complexes de réseaux électriques intelligents (smart grids). Les compétences smart grids font appel à l’environnement des télécommunications et du numérique, de plus en plus d’applications prenant la forme d’objets connectés. La principale force du Liten est précisément d’associer les trois composantes clés des smart grids - numérique, télécommunications, génie électrique - et de capitaliser sur les expertises de ses équipes aux savoir-faire transverses.

Les algorithmes d’intelligence énergétique incluent à la fois de la commande prédictive, qui s’appuie sur les prévisions de production et de consommation pour la gestion d’énergie, et des algorithmes de contrôle temps-réel. Plusieurs plates-formes (numériques et physiques) de simulation et de tests de ces solutions ont été développées par l’institut. Parmi les solutions développées par les équipes, certaines sont déjà mises en œuvre par des producteurs d’énergie renouvelable pour dimensionner et servir des projets d’autoconsommation. Ces outils prennent en compte les caractéristiques de différents réseaux électriques, soit très robustes et interconnectés tel le réseau européen ou bien des réseaux dits faibles où le taux de disponibilité du réseau n’excède pas 50%. Les outils logiciels conçus permettent enfin un suivi des performances, la validation des hypothèses retenues ou dans le cas contraire, les actions correctrices à mener pour réaliser des projets d’autoconsommation.

AVANTAGES :


Des plates-formes pertinentes déjà éprouvées par les industriels

  • Le Liten développe une approche intégrée de conception et d’évaluation de logiciel d’intelligence énergétique inspiré du « model based design ». Il consiste à créer, dès la phase de simulation, des contrôleurs quasi identiques aux contrôleurs qui seront déployés sur l’infrastructure réelle. Les contrôles intègrent des approches prédictives qui permettent d’optimiser l’énergie en fonction des données relatives aux prévisions de consommation et de production. Nos modèles permettent de dimensionner le système de stockage et son pilotage pour optimiser le taux d’autoconsommation. Ces modèles sont testés via un banc d’essais « Power hardware in the loop (PHIL)». 
  • L’intérêt croissant et marqué de grands intégrateurs industriels pour les solutions développées par les équipes du Liten démontre leur pertinence et leur viabilité sur le marché. 

 PROJETS

  • Projet SOLION, retenu par le FUI dans son 4ème appel à projet : système photovoltaïque de stockage pour l’autoconsommation à l’échelle résidentielle. Il a permis la mise au point du produit d’autoconsommation aujourd’hui commercialisé par Bosch.
  • Projets européens AMBASSADOR (coordonné par Schneider Electric) et GREENDATANET (piloté par Eaton) : projets de gestion d’énergie à l’échelle de l’habitat, des micro-grid et des datacenters, pour favoriser l’autoconsommation.
  • Projet ICONES avec ALSTOM Grid : développement d’algorithmes de gestion d’énergie pour du stockage stationnaire dans les réseaux électriques. 
  • Projet PARASOL : autoconsommation et mobilité électrique (concept de mobilité solaire à l’échelle territoriale).

REPÈRES


  • Une dizaine de chercheurs
  • Technologies protégées par l’APP (Agence de protection des programmes)

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REPERES

  • - un dizaine de chercheurs
  • -Technologies protégées par l’APP (Agence de protection des programmes)
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