CEA - SYSOLIA

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26/03/2013
L’AUTOCONSOMMATION
DANS LE BÂTIMENT SOLAIRE
RETOUR D’EXPÉRIENCE
Autoconsommation Bordeaux | Boris Berseneff
21 MARS 2013
SOMMAIRE
Présentation du CEA
CEA, LITEN, INES…
La problématique PV + stockage
Aspects techniques
Autoconsommation : généralités
Retour d’expérience : présentation, résultats…
Aspects économiques
Autoconsommation Bordeaux | 21 mars 2013
Page 2
1
26/03/2013
L’Autoconsommation dans le bâtiment solaire | Boris Berseneff
PRÉSENTATION DU CEA
Référence Présentation | jj mmm aaaa
LE CEA
R&D
for Nuclear
Energy
Fundamental
Defense
Programs
Research
Technological
Research for
Industry
Page 4
2
26/03/2013
L’INES ET LE CEA
=
+
+
+
Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives
Centre National de la Recherche Scientifique
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
Université de Savoie
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PROBLÉMATIQUE PV + STOCKAGE
3
26/03/2013
PROBLÉMATIQUE PV + STOCKAGE
Pour le client final
Produire son électricité
Être indépendant du tarif de l’électricité, voire rentabiliser son installation
Nécessiter de mettre en « phase » production PV et consommation
Solution : développement de solution d’autoconsommation
Pour les opérateurs de réseau électrique (EDF, ERDF …)
Accueillir au mieux le PV
Respect des contraintes d’exploitation (U/I, P/f)
Besoin de services systèmes et de certitudes dans la variabilité du PV
Solution : Gestion optimisée du PV, participation aux services systèmes
Pour les collectivités territoriales
Favoriser l’indépendance énergétique
Privilégier le développement des énergies renouvelables
Améliorer la qualité de vie des population
Développer les compétences voire les emplois locaux
Besoin de solutions concrètes et efficaces et à grande échelle
Solution : aide à la mise en place de projets d’autoconsommation
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ASPECTS TECHNIQUES
4
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AUTOCONSOMMATION : PRINCIPE
architecture DC ou AC
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AUTOCONSOMMATION : APERÇU SYSTÈME SOL-ION
Energy Management System / HMI
Convertisseur Battery
5 kW Inverter
Batterie Li-Ion
(4-6 modules de 2,2 kWh chaque)
Sol-Ion
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AUTOCONSOMMATION : EXEMPLE SUR UNE
JOURNÉE
Matin
Soir
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LE SYSTÈME SOL-ION : DONNÉES DE SIMULATION
Histogramme des consommations résidentielles annuelles
Petit
résidentiel
Gros
résidentiel =
petit tertiaire
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LE SYSTÈME SOL-ION : RÉSULTATS DE SIMULATION
Autoconsommation de l’énergie PV produite
Seuil de l’AO
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Diminution de l’abonnement et effacement de pointe
ni PV ni autoconso
avec autoconso
COR5kWc6modHouse2
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LE SYSTÈME SOL-ION : REX TERRAIN
Retour d’expérience en cours sur une installation réelle
Théorie
Pratique
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BÂTIMENTS TERTIAIRES : LE CAS IDÉAL?
Adéquation des courbes production et consommation
Puissance
Consommation
Production
Solaire
Matin
Soir
Temps
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ASPECTS ECONOMIQUES
ASPECTS ÉCONOMIQUES : QUELQUES ANALYSES
Sans revente réseau
Avec des prix PV très bas (sans marge distributeur)
Avec/Sans crédit d’impôt de 16% sur le PV
A comparer avec l’électricité réseau (abonnement inclus): 0,13€/kWh
Résultats indépendants de la taille du PV, en considérant une maison avec
abonnement réseau et puissance PV similaire (3kVA-3kWc, 6kVA-6kWc,…)
85% production PV consommée grâce au stockage VS 30% s’il n’y a pas de stockage
Coût de revient unitaire d’1 kWh du système
Sans crédit d’impôt
PV avec stockage
1/4 Nord-Est
0,156
0,194
1/4 centre N
0,134
0,167
1/4 centre S
0,122
0,152
1/4 Sud-Est
0,108
0,135
Avec crédit d’impôt
PV avec stockage
PV sans stockage
1/4 Nord-Est
0,146
0,168
1/4 centre N
0,125
0,144
1/4 centre S
0,115
1/4 Sud-Est
0,101
PV sans stockage
0,131
Page 18
0,116
9
26/03/2013
CONCLUSIONS
CONCLUSIONS GÉNÉRALES
Des technologies disponibles
Un fort potentiel technique dans les bâtiments tertiaire
Une offre industrielle en développement (+ 25 produits identifiés)
Des scénarii économiques possibles
Il existe des scenarii viables (sous certaines conditions tarifaires)
Rentabilité plus large à considérer (collectivités territoriales)
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26/03/2013
MERCI DE VOTRE ATTENTION
CONTACT :
SERGE RIMLINGER
CEA-TECH AQUITAINE
06 75 51 92 06
[email protected]
Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Direction de la Recherche Technologique
Laboratoire d’innovation pour les technologies
des énergies nouvelles et les nanomatériaux
Département des Technologies Solaires
Laboratoire du Stockage de l’Electricité
Etablissement public à caractère industriel et commercial | RCS Paris B 775 685 019
Données et hypothèses de simulation
Données PV
Corse, Kassel et Guadeloupe : 1min sur 1an
Charges (résidences)
88 profils 10 min sur 1 an
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26/03/2013
Influence de la stratégie de gestion
Sans seuil de conso mini pour
démarrage de la batterie
Avec seuil de conso mini pour
démarrage de la batterie
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ASPECTS TECHNIQUES: CONCLUSIONS
Système disponible « sur étagère »
En version DC/AC (voir benchmark)
En version DC/DC (développements en cours)
Peu encombrant (en version Li) et aisé à installé
Le taux d’autoconsommation dépend essentiellement et par ordre d’importance
Du ratio Energie produite/Energie consommée
De la courbe de charge du consommateur (variation de 10 à 15 points)
Gestion de la demande
De la capacité batterie (si celle-ci fait au moins 4 modules soit 6-7kWh utile)
Systèmes d’autoconsommations
technologiquement matures
Déploiement : ?? dépend des coûts et du modèle économique
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26/03/2013
ASPECTS ÉCONOMIQUES : LA FRANCE EN 2011
Hypothèses d’étude
Tarif de vente de l’électricité (+5% par an) :
Tarif de rachat de l’électricité photovoltaïque :
Subvention pour l’autoconsommation :
0.13 €/kWh
0.40 €/kWh
0.1238 €/kWh
Taux d’intérêts d’emprunt :
Taux d’inflation :
Durée de vie de l’installation :
Durée de vie des onduleurs :
Coût d’investissement des batteries :
Coût d’investissement des onduleurs batteries :
Coût d’investissement des panneaux PV :
Coût d’investissement des onduleurs PV :
Coût d’entretien annuel :
PV :
4 modules de batterie :
Soit une installation à 18 k€
3%
2%
20 ans
11 ans
600 €/kWh
250 €/kW
3000 €/kW
1000 €/kW
1 % de la somme totale
3 kWc soit 10.5 k€ onduleur compris
8.8 kWh soit 7.5 k€ pour le système Sol-Ion
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ASPECTS ÉCONOMIQUES : AUTRES ANALYSES
Changement climatique, pollutions et emplois
Changement climatique
Production électrique 10 fois plus polluante dans les DOM !!!
Avec 50€/TCO2, l’impact d’un MWh électrique DOM est de 35 à 40€/MWh
Pollution atmosphérique et impact sur la santé
La CRE a fait référence à l’impact d’un MWh fioul de base dans une de ses
délibérations
l’impact sur la qualité de l’air d’un MWh fioul est de 36 €
Emplois
Installation fioul: 112 emplois pour 260MW fioul et 121MW hydraulique
0,35 emploi par MW fioul et moitié pour l’hydraulique
Photovoltaïque: 25000 emplois pour 1900 MW installés en 2010 en France
1 emploi par MW sur la durée de vie
3 fois plus d’emplois dans le solaire que dans le fossile !
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26/03/2013
ASPECTS ÉCONOMIQUES : AUTRES ANALYSES
Stabilité des réseaux iliens
du PV mais avec stockage
Impacts (positifs et négatifs) du PV
Elévation du niveau de tension et bosses
Variations rapides de puissance
Harmoniques de courant
Injection de courant continu
Contribution aux courants de court-circuit
Réduction des investissements des infrastructures réseau au niveau local
Règle des 30% (arrêté du 23 avril 2008…)
Article 22: toute installation « fatale » de Pmax>=3kVA peut être déconnectée
par le gestionnaire si la somme des puissances actives de ces installations >
30% de la puissance active transitant sur le réseau
Article 22bis: sont exclues du champs de déconnexion les installations
« fatales » de Pmax>100kVA avec stockage tel qu’elles disposent d’un réserve
primaire de +/-10% de Pmax
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