conférence smart grid du 5-12-12-présentation homes
DESCRIPTION
Contribution d'Olivier COTTET, Directeur marketing du programme HOMES présentée le 5 octobre à Paris, dans le cadre de la matinée débat organisée par Construction21, le Gimélec et j3e sur le thème Concevoir et gérer des bâtiments « smart grid compatibles ». Demain, les réseaux électriques intelligents, ou smart grids, vont profondément bouleverser notre manière de produire et de consommer l’énergie. Cette mutation ne se fera pas sans le bâtiment qui va devenir une pièce maîtresse au cœur de la gestion des réseaux de distribution d’énergie. Pour s’intégrer dans ce maillage gigantesque, où toutes les sources d’énergie vont converger pour s’équilibrer, le bâtiment va devoir se connecter avec l’environnement extérieur. Cette évolution pose un nombre impressionnant de challenges techniques et humains. Le bâtiment va devoir atteindre un niveau de maturité supérieur pour accéder au smart grid et interagir avec lui. Au-delà du bâtiment intelligent, il faut concevoir le bâtiment intelligent "connecté au smart grid", un concept qui n'existe pas encore en France et qu'il faut créer.TRANSCRIPT
Innovative & collaborative program led by
Le bâtiment intelligent
“connecté au smart grid” :
Un concept qui change tout
Olivier CottetDirecteur marketing et filières programme HOMES06 83 83 94 [email protected]
GIMELEC le 5 octobre 2012
Schneider Electric 2- Division - Name – Date
To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »
●Définitions●Smart grid●Gestion de la demande●Système énergétique●Efficacité énergétique d’un système●Demand response
●Building et smart building selon HOMES● Les systèmes du bâtiment●Solution d’efficacité énergétique
●Le concept « connecté à un smart grid »● Finalités●Exemples de fonctions●Spécification techniques
Schneider Electric 3- Division - Name – Date
Transmission Industriel & Tertiaire
Résidentiel
Distribution
Génerationcentralisée
Industry
Building
Datacenter
1
Du réseau électrique …
Flux énergie
Schneider Electric 4- Division - Name – Date
Transmission Industriel & Tertiaire
Résidentiel
Distribution
Génerationcentralisée
Industry
Building
Datacenter
Equilibre Production / Consommation
Véhicule électrique et stockage2
3
CentralesD’EnergieRenouvelable
Generation décentralisée & Power Back up1
Flux énergie
Du réseau électrique à la grille astucieuse
Flux énergie
1. “smart factory”
2. “Efficient Home”
1. “smart building”
1. “smart cloud”
Smart city ou smart district
Schneider Electric 5- Division - Name – Date
Agir sur la consommationDemand Side Management (DSM) – gestion de la demande
Demand Response ( DR) – gestion des charges Maitrise de la consommation (MDE)
Dispatchable Non Dispatchable Eff. énergétique Active
Capacité/bidding urgence Tarification dynamique Contrôle et monitoring
Gestion temporelle(TOU) Time of Use
Critical peak pricing
Prix en temps réel
Délestageselectif
Black out
Gestion de charges
Agrégation technique
Virtual power plant(VPP)
Sobriété énergétique
comportement
Econometreoccupant
Infrastructures
Occupancycontrol
Service and machine control
Stakeholderdashoards
Pilotage d’un système énergétiquesur sollicitation extérieure
« Smart grid ready »
Eff énergétique Passive
Qualité investissement
Enveloppe
Machines
Pilotage d’un système énergétique en fonction de son environnement
« Smart … » home , building, district, city,
Grille de CO2
Schneider Electric 6- Division - Name – Date
Définition d’un système énergétique
Elec
Servicesénergétiques
Consommation d’énergie
Performance énergétiqueEnergie/ service rendu
Bénéficiaires
Flexibilité et variabilité
QuantitativesQualitativesTemporelles
Bénéficiaires
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Motorisation
Information
Electricité
Schneider Electric 7- Division - Name – Date
Définition d’un système énergétique
Productions Stockage
consommations
Elec
Servicesénergétiques
Consommation d’énergie
Performance énergétiqueEnergie/ service rendu
kWh, €, eqkWHep, eqCO2 PMV, nb de repas, m² shon RT, kWh, km…
Bénéficiaires
Flexibilité et variabilité
QuantitativesQualitativesTemporelles
Bénéficiaires
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Motorisation
Information
Electricité
Schneider Electric 8- Division - Name – Date
Définition de l’efficacité énergétique active
●sdfProductions Stockage
consommations
Elec
Servicesénergétiques
Consommation d’énergie
Performance énergétiqueEnergie/ service rendu
kWh, kWHep, €, CO2 PMV, nb de repas, m² shon RT, kWh, km…
Bénéficiaires
Flexibilité et variabilité
QuantitativesQualitativesTemporelles
Bénéficiaires
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Motorisation
Information
Electricité
Variables exogènes subies : grille temporellemeteorologie
EFFICACITE - ENERGETIQUE: OPTIMISER la performance énergétique d’un système sur un indicateur
Variables endogènestraitées
Schneider Electric 9- Division - Name – Date
Définition du demand response dispatchable
●sdfProductions Stockage
consommations
Elec
Servicesénergétiques
Consommation d’énergie
Performance énergétiqueEnergie/ service rendu
kWh, kWHep, €, CO2 PMV, nb de repas, m² shon RT, kWh, km…
Bénéficiaires
Flexibilité et variabilité
QuantitativesQualitativesTemporelles
Bénéficiaires
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Motorisation
Information
Electricité
DEMAND –RESPONSE : Modifier la performance énergétique d’un système pour répondre à une contrainte de modification du profil de la courbe de charge, suite à une sollicitation externe venant d’un système amont.
Variables endogènestraitées
Flexibilité et variablité :quantitativequalitativetemporelle
Variables exogènes subies : grille temporellemeteorologie
Brique =P,T, H
Schneider Electric 10- Division - Name – Date
Le « Demand response dispatchable »Capacité d’un système à répondre à des sollicitations exogènes
- à identifier et faire proposition de modifications de sa courbe de charge à destination d’un responsable d’équilibrage ou à un agrégateur intermédiaire. - Et à mettre à disposition à ses frontières ces modifications- dans le but de contribuer à satisfaire un équilibrage externe des réseaux d’approvisionnement de cette énergie
Les modifications de sa courbe de charge énergétique- Sont définies en puissance, durée et plages horaires (les briques d’énergie)-Et mesurées dans une des 4 unités de mesure représentative de cette consommation énergétique (EF, EP, € ,contribution CO2).
-Sont obtenues en jouant sur les flexibilités quantitatives, qualitatives et temporelles du système et des services rendus par cette énergie- En minimisant les impacts négatifs perçus par les bénéficiaires des services, voire en maximisant les aspects positifs
Schneider Electric 11- Division - Name – Date
Les définitions utilisées: ● brique d’énergie
● la modification positive ou négative d’une courbe de charge par rapport à un référentiel ( ?) . Cette brique se définit en quantité ( puissance P) , durée ( Temps T), et plage horaire (H)
●Aggrégation technique, ● la production ( et vente) élèmentaire d’une brique d’énergie à partir des flexibilités d’un
système dont les services rendus sont différents de la production d’énergie;
●Production délocalisée● La production (et vente) élèmentaire d’une brique d’énergie positive à partir d’un système
dont c’est la finalité.( renouvelable ou non)
●Aggrégation commerciale , ● la production et vente d’une brique d’énergie à partir de briques d’énergie élémentaires
●VPP virtual power plan :● une composition quelconque de ces trois formes arrivant à une puissance suffisante pour
le gestionnaire de réseau.
Schneider Electric 12- Division - Name – Date
To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »
●Définitions●Smart grid●Gestion de la demande●Système énergétique●Efficacité énergétique d’un système●Demand response
●Building et smart building selon HOMES● Les systèmes du bâtiment●Solution d’efficacité énergétique
●Le concept « connecté à un smart grid »● Finalités●Exemples de fonctions●Spécification technqiue
Schneider Electric 13- Division - Name – Date
Europe Résidentiel and tertiaireNeuf et existant
13 partenaires - 7cooperateurs4 ans – 09/2008 > 09/201226 projets – 120 équivalent chercheurs88 M€ - soutenu par OSEO
13 partenaires - 7cooperateurs4 ans – 09/2008 > 09/201226 projets – 120 équivalent chercheurs88 M€ - soutenu par OSEO
Labos :
Technologies :
Usages :
Labos :
Technologies :
Usages :“Doter chaque bâtiment de solutions d’Efficacité énergétique active pour atteindre sa meilleure performance
énergétique”
Carte d’identité du Programme H.O.M.E.S.
4 domaines de recherche :
- A quoi sert l’énergie ?- Comment réduire pertes & gaspillages?- Comment l’ information impacte les comportements ?- Quels outils pour les professionnels ?
Schneider Electric 14- Division - Name – Date
Le bâtiment tertiaire vision classique
Eqpt de production
Eqpt de distribution
Equpt de stockage
Eqpt de production renouvelable
OCCUPANT
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Energies
€CO²kWh/m²/an
Servicesénergétiques
Vecteurs de distribution
Systemes techniques
TuyauxGaines
Fils
ElecGazfuel
Meteo (température, vent, lumières)
Qualité Bâti ( BIQ)
Système de mise à disposition
Système constructif
Schneider Electric 15- Division - Name – Date
Le bâtiment tertiaire en 3 sous-systemes quasi indépendants
Eqpt de production
Eqpt de distribution
Equpt de stockage
Eqpt de production renouvelable
OCCUPANT
Confort physique
Confort psychologique
Activité efficace
Energies
€CO²kWh/m²/an
Servicesénergétiques
Eqpt de Consommations
LocauxVecteurs de distribution
Systemes techniques
Applications
chaleurLumiere
Eau chaudeAir
electricité
TuyauxGaines
Fils
ElecGazfuel
Meteo (température, vent, lumières)
Apportsgratuits
Qualité Bâti ( BIQ)
Système de mise à disposition Système d’usage
Système constructif
Schneider Electric 16- Division - Name – Date
Optimiser l’approvisionnement énergétique dans chaque vecteurpour servir ces besoins
Réduire les besoins énergétiques dans chaque local en prenant en compte confort et activité
Impliquer les personnes pour chaque profil : sensibilisation, amélioration, maintenance dans le temps
Occupant Propriétaire Maintenance Energy Manager
Les solutions HOMES d’efficacité énergétique ACTIVE
Adapter à la présence et au type d’activité
Prendre en compte les apports gratuits
Optimiser par le contrôle multi-applicatif
Améliorer les performances de génération et de distribution,
Gérer les sources d’énergie sous contraintes du réseau (smart Grid)Mesurer
Agir
Informer
Schneider Electric 17- Division - Name – Date
…qui changent la vision des systèmes de controle des bâtiments….
HierApplications indépendantes
Aujourd’huiTop Intégration
Connectivity
DemainIntégration avale
EXTERIORS
ARCHIVES
MEETING ROOM
KITCHEN
OPEN SPACE
CEO OFFICE
RESTAURANT
CORRIDOR
IT ROOM
ENTRANCE HALL
POWER VECTOR
AMPHITHEATER
PIPES VECTOR
Smart grid ready
RENEWABLES
IP TECHNOLOGIES
FIRE
VIDEO SECURITY
ACCESS
ENERGY
LIGHTING
IT
HVAC
POWER
24/7 MONITORING
HVAC
LIFTS
LIGHTING
24/7 MONITORING
ENERGY
ACCESS
VIDEO SECURITY
IP TECHNOLOGIES
FIRE
DUCTS VECTOR
Schneider Electric 18- Division - Name – Date
…pour être intégrées dans un schéma global de poupées russes.
● Au niveau LOCAL● Consommateurs : les équipements applicatifs● Room control : Réduire les besoins dans les locaux en prenant en compte confort et
conditions d’activité
● Au niveau BATIMENT: 3 “microgrids”● Consommateurs: les différents locaux● Energy control : Optimise l’approvisionnement énergétique sur les 3 vecteurs ● et gère les sources d”’énergie ( agrégation technique)
● Au niveau CAMPUS, BLOCK, QUARTIER, VILLE (smart block – smart cities)● Consommateurs: les différents bâtiments et sites● District control : Mutualisation de la production ( exemple du réseau de chaleur),
transport, Renouvelable, Réseaux de fluides,● Agrégation des besoins et des capacités
● Au niveau réseau régional ou national (smart GRID)● Consommateurs: sites, villes, territoires● Grid control : Gère les protection, stabilité et disponibilité de la grille ● Fournit production en fonction de la consommation● Gère l’équilibre par sollicitations de délestage ou production de “Negawatt”
● Chaque niveau jouant son rôle pour intégrer ● Les ambitions en injection de renouvelable● Et le véhicule électrique et ses interactions à la maison , au travail et son impact sur les
réseaux
PR
DS
PR
DS
PR
DS
P : ProductionR : RenewablesS : StorageD : Distribution
Schneider Electric 19- Division - Name – Date
To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »
●Définitions●Smart grid●Gestion de la demande●Système énergétique●Efficacité énergétique d’un système●Demand response
●Building et smart building selon HOMES● Les systèmes du bâtiment●Solution d’efficacité énergétique
●Le concept « connecté à un smart grid »● Finalités●Exemples de fonctions●Spécification techniques
Schneider Electric 20- Division - Name – Date
4 fonctionnalités de base pour être un « bâtiment smart grid ready »
●Optimiser la « performance » énergétique du bâtiment en fonction d’un critère : kWh, et/ou ses équivalences €, CO2, primaire●Nécessite d’avoir les grilles temporelles de conversion.
●Fournir à tout instant , les informations (P,T,H) des briques de contributions à un marché de capacité ( agrégation technique) ●Nécessite de prédire les consommations et les usages, ● et les flexibilités sur cette prédiction
●Exécuter une demande de délestage quantifiée ( P,T) ●Nécessite de connaitre les usages pour minimiser les impacts.
●Exécuter une demande de brique d’énergie ( P,T,H)●Anticiper, déstocker, stocker, négocier les services avec pour
contrainte de minimiser les impacts négatifs perçus par les bénéficiaires des services, voire en maximisant les aspects positifs
Schneider Electric 21- Division - Name – Date
Exemples de fonctions d’optimisation.
●Négociation du confort : la Lumière : ● 10% de flux lumineux ( de nuit) sont inobservables● 20% si apport extérieur ( de jour)● 30% si préparation par passage en douceur.
●Source LCA Lighting control association – Craig Délouie – mars 2010
●Destockage de qualité d’air : ● Fonction inertielle : de constante de temps brève 20mn à 2h●Un stop de la ventilation laisse une qualité d’air acceptable ●Gains :consommation des ventilateurs,( France 350MW en tertiaire)
●besoin de chauffage , besoin de rafraichissement
●Stockage , destockage électrique : ●Utilisation de la batterie VE en bidirectionnel
Schneider Electric 22- Division - Name – Date
La performance d’effacement dépend du niveau d’échanges
●Signaux instantanés : réactivité , délestage●Coupure d’alimentation sélective.● Négociation de cibles de confort.● Consommation de stock
● Information sur un horizon temporel : anticipation● Stockage ( thermique, aéraulique, chimique)● Report/Interruption/Anticipation de l’usage de
charges.
●Echanges interactifs des prévisions: cogestion ● Profils personnalisés de prix et consommation
prévus.● Lestage, délestage – stockage déstockage.
Inte
ract
ion
croi
ssan
t SG
SB
Schneider Electric 23- Division - Name – Date
Impacts sur les spécifications techniques●Les réseaux des systèmes techniques doivent être topologiquement
structurés par les usages du bâtiment : par locaux● =>Minimisation des impacts négatifs perçus des services rendus.
●Le bâtiment doit être équipé de systèmes techniques « commandables »●Et télécommandables : avec une réactivité suffisante.● avec une granulométrie suffisante
●Le bâtiment doit être smart avec un contrôle actif des zones d’usages.●Mesure de la qualité des services rendus●Pilotage spatial et temporel des applications
●Le contrôle actif doit avoir un point d’entrée externe ●Recevoir les grilles temporelles d’ajustement et gérer le bâtiment en fonction .●Diffuser les prévisions de conso et briques d’énergie identifiées●Recevoir les demandes de délestage instantanés et les effacements plannifiés,
●Source : soit le compteur à télérelève (smart meter), soit d’un réseau de communication autre.
Schneider Electric 24- Division - Name – Date
La technique étant résolue , Il restera des problèmes humains !
Accenture : 9000 itws 17 pays
Schneider Electric 25- Division - Name – Date
MERCI DE VOTRE ATTENTION