Guide de planification SMA SMART HOME La solution système pour plus d autonomie

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1 Guide de planification SMA SMART HOME La solution système pour plus d autonomie SI-HoMan-PL-fr-43 Version 4.3 FRANÇAIS

2 Dispositions légales SMA Solar Technology AG Dispositions légales Les informations contenues dans ce document sont la propriété de SMA Solar Technology AG. Toute reproduction complète ou partielle de ces informations requiert l accord écrit de SMA Solar Technology AG. Une reproduction interne destinée à l évaluation du produit ou à son utilisation conforme est autorisée et ne requiert aucun accord de notre part. Marques déposées Toutes les marques déposées sont reconnues, y compris dans les cas où elles ne sont pas explicitement signalées comme telles. L absence de l emblème de la marque ne signifie pas qu un produit ou une marque puisse être librement commercialisé(e). La marque verbale et les logos BLUETOOTH sont des marques déposées de la société Bluetooth SIG, Inc. et toute utilisation de ces marques par la société SMA Solar Technology AG s effectue sous licence. Modbus est une marque déposée de Schneider Electric et est sous licence par la Modbus Organization, Inc. QR Code est une marque déposée de DENSO WAVE INCORPORATED. Phillips et Pozidriv sont des marques déposées de la société Phillips Screw Company. Torx est une marque déposée de la société Acument Global Technologies, Inc. SMA Solar Technology AG Sonnenallee Niestetal Allemagne Tél Fax à 2015 SMA Solar Technology AG. Tous droits réservés. 2 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

3 SMA Solar Technology AG Table des matières Table des matières 1 Remarques relatives à ce document Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie Solution simple de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles Solution flexible pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Surveillance de l énergie - Mesurer et comprendre les flux d énergie Pilotage intelligent des charges Composants de pilotage de charges Fonctionnement du pilotage de charges Exemples d applications Différences entre les installations d autoconsommation et les installations d injection réseau dans le SMA Smart Home Limitation de l injection de puissance active avec empêchement des pertes de régulation Remarques générales Empêchement des pertes de régulation grâce à la charge de la batterie basée sur les prévisions pour les solutions de stockage SMA Exemple pour l empêchement de pertes de régulation en cas de charge de la batterie basée sur les prévisions Régulation de puissance au niveau du point de raccordement au réseau Régulation de puissance générale Injection zéro : limitation de l injection de puissance active à 0 % ou 0 W Empêchement des charges déséquilibrées Régulation de puissance selon le principe du courant total Charges dans les systèmes de gestion de la consommation énergétique Adéquation des charges pour un système de gestion de la consommation énergétique Possibilités de pilotage des charges Pilotage de pompes à chaleur Composants de systèmes de gestion de la consommation énergétique SMA et produits Plugwise Charges à pilotage direct Onduleurs photovoltaïques Onduleurs photovoltaïques avec Sunny Home Manager Onduleurs photovoltaïques dans le SMA Integrated Storage System Onduleurs photovoltaïques dans le SMA Flexible Storage System Prises radiocommandées pour le pilotage de charges Compteur d énergie SMA Energy Meter Communication Nombre maximal d appareils dans le système de gestion de la consommation énergétique Systèmes pour le stockage temporaire électrique Programme d incitation SMA Flexible Storage System Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 3

4 Table des matières SMA Solar Technology AG Batteries prises en charge par le Sunny Island Câblage et liste du matériel du SMA Flexible Storage System monophasé Câblage et liste du matériel du SMA Flexible Storage System triphasé Configuration d un SMA Flexible Storage System et diagrammes Configuration d installations avec Sunny Design Questions fréquentes Glossaire Annexe Disponibilité (variable d un pays à l autre) des produits SMA pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Compteurs d énergie avec interface S0 ou D Compteurs d énergie avec interface S0 ou D Exigences particulières relatives aux compteurs d énergie avec interface D Compteurs d énergie avec interface S0 ou D0 testés par SMA Matériel de raccordement des compteurs d énergie avec interface S0 ou D Remarques relatives au dimensionnement des lieux de montage SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

5 SMA Solar Technology AG 1 Remarques relatives à ce document 1 Remarques relatives à ce document Ce document est destiné à vous aider à dimensionner un système de gestion de la consommation énergétique grâce à la solution SMA Smart Home. Les chapitres suivants se complètent mutuellement. Titre du chapitre Ce chapitre fournit des réponses aux questions suivantes : Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Composants de systèmes de gestion de la consommation énergétique Systèmes pour le stockage temporaire électrique À quoi servent l alimentation propre et l autoconsommation? Quelles sont les conditions requises pour obtenir des taux d autosuffisance et d autoconsommation élevés? Quelles solutions offre SMA Solar Technology AG en matière de gestion intelligente de l énergie dans le cadre de SMA Smart Home? Comment fonctionne la solution de base pour une gestion intelligente de l énergie et comment est-elle conçue? Comment fonctionne le SMA Integrated Storage System et comment est-il conçu? Comment fonctionne le SMA Flexible Storage System et comment est-il conçu? Comment fonctionne la limitation de l injection de puissance active? Comment fonctionne la limitation de l injection de puissance active à 0 % ou 0 W (injection zéro)? Quelles sont les fonctions existantes en matière de pilotage intelligent des charges? Quel est le principe de fonctionnement du stockage temporaire électrique? Comment fonctionne la régulation de puissance au niveau du point de raccordement au réseau dans les différentes solutions SMA? Quels produits SMA font partie des solutions proposées? Quels produits supplémentaires sont nécessaires? Que doit-on observer lors de la configuration d un SMA Integrated Storage System? Que doit-on observer lors de la configuration d un SMA Flexible Storage System? Configuration d installations avec Sunny Design Questions fréquentes Glossaire Annexe Dans quels pays les solutions SMA de gestion de l énergie sont-elles disponibles? Quels compteurs d énergie équipés d une interface S0 ou D0 sont compatibles avec les solutions SMA de gestion de l énergie? Que faut-il observer lors du dimensionnement des lieux de montage? Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 5

6 2 Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation SMA Solar Technology AG 2 Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation Compte tenu de la baisse de la rétribution d injection, l accent placé autrefois sur la maximisation de la production lors du dimensionnement de l installation est maintenant mis sur une gestion intelligente de l énergie. Les deux objectifs principaux sont les suivants : une autoconsommation aussi complète que possible de l énergie photovoltaïque produite et une couverture aussi étendue que possible des besoins en énergie avec de l énergie photovoltaïque (= autosuffisance). Ces deux objectifs sont rentables dès lors que les coûts de production photovoltaïque sont inférieurs aux coûts de prélèvement d énergie sur le réseau. À quoi servent l alimentation propre et l autoconsommation? Une autoconsommation de l énergie photovoltaïque aussi complète que possible permet à l exploitant de moins dépendre de la rétribution d injection, qui couvre à peine les coûts, et augmente la valeur effective de chaque kwh produit. Une alimentation propre aussi étendue que possible permet, quant à elle, à l exploitant de moins dépendre des augmentations des tarifs de l électricité et réduit les coûts moyens de chaque kwh consommé. L alimentation propre et l autoconsommation délestent par ailleurs le réseau électrique public, car l énergie produite sur place est consommée directement sur le site. Les solutions techniques d optimisation de l alimentation propre et de l autoconsommation prennent donc de plus en plus d importance. En principe, l autoconsommation de l énergie photovoltaïque a lieu naturellement. Lorsqu une charge est allumée et que le soleil brille, l énergie photovoltaïque produite à ce moment-là est toujours consommée directement. Cela signifie que l énergie produite par l installation photovoltaïque est injectée, par nature, en priorité dans les charges actives du réseau domestique. Seul l excédent d énergie est injecté dans le réseau électrique public. Une fonction essentielle du système de gestion de la consommation énergétique est donc de coordonner intelligemment le fonctionnement des charges et la disponibilité de l énergie photovoltaïque, sur le plan aussi bien quantitatif que temporel. Quelles sont les conditions requises pour obtenir des taux d autosuffisance et d autoconsommation élevés? La première condition importante pour augmenter de façon rentable l alimentation propre* et l autoconsommation** est de parvenir à un rapport aussi équilibré que possible entre la production photovoltaïque annuelle et les besoins énergétiques annuels : Si la production photovoltaïque annuelle est nettement inférieure aux besoins énergétiques annuels, des quantités élevées d énergie photovoltaïque peuvent presque toujours être utilisées sur place. Cela est également valable si les pics de besoins énergétiques et de production photovoltaïque ne concordent pas de façon optimale. Pour atteindre un taux d autoconsommation élevé, il faut cependant s accommoder d un taux d autosuffisance réduit. Si en revanche, la production photovoltaïque annuelle est nettement supérieure aux besoins énergétiques annuels, seule une petite partie de l énergie photovoltaïque peut être utilisée sur place. Une grande partie de l énergie photovoltaïque produite doit être injectée dans le réseau électrique public. Il en résulte un faible taux d autoconsommation, le taux d autosuffisance étant lui au contraire plutôt élevé. Dès que le rapport entre production photovoltaïque et consommation électrique est modifié, cela s accompagne donc toujours soit d une augmentation du taux d autosuffisance, soit d une augmentation du taux d autoconsommation. Un rapport équilibré entre production énergétique et consommation énergétique est donc indispensable. La deuxième condition pour obtenir un taux d autosuffisance ou un taux d autoconsommation élevé est de choisir un profil de charge le plus approprié possible : la répartition temporelle de la puissance photovoltaïque est prédéterminée de façon stricte par l orientation du générateur photovoltaïque et les conditions météorologiques. * L alimentation propre est indiquée par le taux d autosuffisance. ** L autoconsommation est indiquée par le taux d autoconsommation. 6 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

7 SMA Solar Technology AG 2 Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation L adéquation entre production photovoltaïque et besoins énergétiques tout au long de la journée dépend donc quasi exclusivement du profil de charge. Outre l utilisation de systèmes de stockage électriques, l ajustement judicieux du profil de charge est le seul moyen d optimiser simultanément le taux d autosuffisance et le taux d autoconsommation. Optimisation de l autoconsommation par une gestion intelligente de l énergie Si le rapport entre la production photovoltaïque et les besoins énergétiques reste inchangé, la seule façon d optimiser l alimentation propre et l autoconsommation repose sur une gestion intelligente de l énergie. À cet égard, SMA Solar Technology AG propose les solutions produits suivantes : Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie : Sunny Home Manager et prises radiocommandées Solution simple de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles : SMA Integrated Storage System Solution flexible de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes : SMA Flexible Storage System Sunny Home Manager et prises radiocommandées la solution de base pour une gestion intelligente de l énergie La gestion intelligente de l énergie commence par l enregistrement et l évaluation des flux d énergie dans le foyer. Dans le cadre de cette surveillance de l énergie, la fonction de mesure des prises radiocommandées enregistre aussi bien la consommation énergétique totale que celle de chaque appareil ménager. Sur la base des informations acquises, le Sunny Home Manager crée une vue d ensemble composée de différents diagrammes et vues sur le Sunny Portal, permettant à l utilisateur de comprendre les flux d énergie de son foyer et de décider à quels endroits une gestion intelligente de l énergie s avère particulièrement intéressante. Par ailleurs, le Sunny Home Manager fournit des recommandations sur les horaires optimaux auxquels l utilisateur doit allumer certains appareils afin d augmenter considérablement l autoconsommation. L étape suivante consiste à gérer activement l énergie avec le pilotage automatique des charges du foyer. Grâce à la fonction marche/arrêt des prises radiocommandées ou à des ordres de commande transmis par liaison de données, le Sunny Home Manager peut allumer les charges précisément lorsque l installation photovoltaïque produit suffisamment d énergie ou lorsque les coûts de l énergie sont particulièrement bas. Exemple : Prenons une maison individuelle typique avec une production photovoltaïque de kwh par an, des besoins énergétiques de kwh par an également et une autoconsommation naturelle de 30 %. Dans cet exemple, le Sunny Home Manager peut améliorer le bilan énergétique grâce à un pilotage intelligent des charges de la manière suivante : Les charges pilotées ayant une consommation directe plus élevée, le taux d autoconsommation passe typiquement de 30 % à 45 % Le prélèvement d énergie sur le réseau baisse, passant de à kwh. Ceci correspondent à 55 % de la totalité des besoins énergétiques annuels. La facture d électricité baisse ainsi de 22 %. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 7

8 2 Énergie photovoltaïque pour l alimentation propre et l autoconsommation SMA Solar Technology AG SMA Integrated Storage System Solution simple de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles L énergie photovoltaïque est stockée temporairement grâce à un système de stockage électrique. Ce stockage temporaire complète le pilotage automatique des charges et augmente l alimentation propre et l autoconsommation. Le SMA Integrated Storage System constitue une solution de stockage simple, conçue pour être la plus rentable possible. Les principaux éléments sont le Sunny Boy Smart Energy et le Sunny Home Manager. Le Sunny Boy Smart Energy est un onduleur photovoltaïque avec système de stockage d énergie lithium-ion intégré (capacité de stockage : 2 kwh). Exemple : Prenons une maison individuelle typique avec une production photovoltaïque de kwh par an, des besoins énergétiques de kwh par an également et une autoconsommation naturelle de 30 %. Dans cet exemple, le SMA Integrated Storage System avec une capacité de batterie utile de 2 kwh optimise le bilan énergétique de la manière suivante : Avec l énergie utile supplémentaire provenant de la batterie, le taux d autoconsommation passe typiquement de 30 % à 55 %. Le prélèvement d énergie sur le réseau baisse, passant de à kwh. Les kwh prélevés correspondent à 48 % des besoins énergétiques annuels, pourcentage qui prend en compte les pertes de stockage de 3 %. La facture d électricité baisse ainsi de 32 %. SMA Flexible Storage System Solution flexible de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes Le SMA Flexible Storage System peut être équipé d une batterie dimensionnable individuellement. Il est également possible de choisir la puissance de l onduleur et la taille de l installation, en fonction des besoins du foyer. Les principaux éléments sont les onduleurs SMA, un ou plusieurs onduleurs Sunny Island, une batterie et le Sunny Home Manager. Le Sunny Island est un onduleur à batterie qui régule le stockage temporaire électrique. Exemple : Prenons une maison individuelle typique avec une production photovoltaïque de kwh par an, des besoins énergétiques de kwh par an également et une autoconsommation naturelle de 30 %. Dans cet exemple, le SMA Flexible Storage System avec une capacité utile de batterie de 5 kwh optimise le bilan énergétique de la manière suivante : La batterie étant bien plus grande, la hausse de l énergie utile entraîne une augmentation du taux d autoconsommation, qui passe typiquement de 30 % à 65 %. L énergie prélevée sur le réseau baisse, passant de kwh à kwh. Les kwh prélevés correspondent à 43 % des besoins énergétiques annuels, pourcentage qui prend en compte les pertes de stockage de 8 %. La facture d électricité baisse ainsi de 38 %. 8 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

9 SMA Solar Technology AG 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home 3.1 Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie Grâce au pilotage intelligent des charges, les fonctions de pilotage du Sunny Home Manager permettent aux charges modulables dans le temps de fonctionner durant les périodes de forte production photovoltaïque. Figure 1 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation sans pilotage des charges (exemple) Le cadre rouge dans cet exemple indique un pic de charge dans la soirée. Ce pic provient par exemple d une machine à laver mise en marche manuellement dans la soirée. Figure 2 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation avec pilotage des charges (exemple) Le cadre rouge dans cet exemple indique le déplacement du pic de charge dans l après-midi. Grâce au pilotage automatique par le système de gestion de la consommation énergétique, la machine à laver fonctionne durant les périodes où de l énergie photovoltaïque bon marché est disponible. De ce fait, l autoconsommation de l énergie photovoltaïque augmente et les coûts de l énergie prélevée sur le réseau diminuent. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 9

10 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home SMA Solar Technology AG Le Sunny Home Manager constitue le cœur de la solution de base SMA pour une gestion intelligente de l énergie (voir chapitre 11.1 «Disponibilité (variable d un pays à l autre) des produits SMA pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique», page 61). GÉNÉRATEUR PHOTOVOLTAÏQUE CHARGE À PILOTAGE DIRECT via PASSERELLE SUNNY PORTAL DC AC COM Speedwire/ Webconnect Bluetooth GATEWAY INTERNET ONDULEURS PHOTOVOLTAÏQUES CHARGE À PILOTAGE DIRECT via ETHERNET ROUTEUR SUNNY HOME MANAGER CONSOMMATEURS PRISE RADIOCOMMANDÉE SMA SMA ENERGY METER COMPTEUR UTILISÉ À DES FINS DE FACTURATION RÉSEAU ÉLECTRIQUE PUBLIC Figure 3 : Installation photovoltaïque avec Sunny Home Manager (exemple) Le Sunny Home Manager offre différentes fonctions permettant de visualiser et de piloter les flux d énergie du foyer sur le Sunny Portal et Sunny Places : La page Bilan énergétique donne à tout moment une vue d ensemble de la consommation énergétique dans la maison et de la production d énergie de l installation photovoltaïque. Il est également possible de sélectionner une période pour afficher des valeurs passées. Des diagrammes représentant la consommation d énergie, le mix énergétique et la date et l heure de fonctionnement de chaque charge sont affichés. Différentes périodes et vues peuvent être sélectionnées dans la vue d ensemble. Sur la base des prévisions de production photovoltaïque et de consommation, le système donne des conseils de pilotage manuel des charges qui permettraient d augmenter l autoconsommation. Différents paramètres permettent de piloter automatiquement certaines charges dans le temps de sorte à consommer en priorité l énergie photovoltaïque ou à distribuer l énergie en optimisant les coûts. Sur la base des prévisions de production photovoltaïque et du comportement de consommation appris, il est ainsi possible d atteindre une augmentation optimale de l autoconsommation (voir chapitre «Fonctionnement du pilotage de charges», page 17). Des informations sur l état de l installation permettent de vérifier que l installation photovoltaïque fonctionne correctement. Sunny Places offre par ailleurs la possibilité de comparer son installation photovoltaïque avec d autres installations situées dans les environs. Un forum de discussion permet d échanger au sein de la communauté sur les thèmes de la gestion de l énergie et des installations photovoltaïques. 10 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

11 SMA Solar Technology AG 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home 3.2 Solution simple de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles Le SMA Integrated Storage System est une solution simple de stockage pour des installations photovoltaïques nouvelles. Le SMA Integrated Storage System permet de combiner pilotage de charges automatique et stockage temporaire électrique. Pour une utilisation intelligente du dispositif de stockage temporaire électrique, le SMA Integrated Storage System tient compte des données de prévisions relatives à la production photovoltaïque et à la consommation. Figure 4 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation sans pilotage des charges et stockage temporaire électrique (exemple) Le cadre rouge dans cet exemple indique un pic de charge dans la soirée. Ce pic provient par exemple d une machine à laver mise en marche manuellement dans la soirée. Figure 5 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation avec pilotage des charges et stockage temporaire électrique (exemple pour le SMA Integrated Storage System) Le matin, vers 10 h, la batterie est brièvement chargée en énergie photovoltaïque. Cette énergie photovoltaïque chargée est utilisée vers 12 h pour couvrir un pic de charge. Aux heures de midi, caractérisées par d importantes quantités d énergie photovoltaïque, la batterie est rechargée. Le soir, une partie de la charge est alimentée via la décharge de la batterie. En parallèle, l une des charges actives fonctionne durant une période où l énergie photovoltaïque est bon marché (voir chapitre 3.1, page 9). Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 11

12 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home SMA Solar Technology AG GÉNÉRATEUR PHOTOVOLTAÏQUE CHARGE À PILOTAGE DIRECT via PASSERELLE SUNNY PORTAL DC AC COM Speedwire/ Webconnect Bluetooth GATEWAY INTERNET SUNNY ONDULEURS BOY PHOTOVOLTAÏQUES SMART ENERGY CHARGE À PILOTAGE DIRECT via ETHERNET ROUTEUR SUNNY HOME MANAGER CONSOMMATEURS PRISE RADIOCOMMANDÉE SMA SMA ENERGY METER COMPTEUR UTILISÉ À DES FINS DE FACTURATION RÉSEAU ÉLECTRIQUE PUBLIC Figure 6 : Vue d ensemble d un SMA Integrated Storage System (exemple) Les principaux éléments du SMA Integrated Storage System sont le Sunny Home Manager et le Sunny Boy 3600/5000 Smart Energy avec batterie lithium-ion intégrée. Cette batterie a une capacité de stockage de 2 kwh et permet un fonctionnement de rentabilité optimale dans une maison individuelle typique. En plus des fonctions du Sunny Portal citées au chapitre 3.1, la page Bilan énergétique affiche également la charge et la décharge de la batterie. On peut ainsi voir à quel moment l énergie stockée dans la batterie est consommée par le foyer, dans la soirée par exemple. Cela permet d éviter le prélèvement d énergie sur le réseau, et donc de faire baisser les coûts. 12 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

13 SMA Solar Technology AG 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home 3.3 Solution flexible pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes Le SMA Flexible Storage System permet de combiner pilotage automatique des charges et stockage temporaire électrique. Figure 7 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation sans pilotage des charges et stockage temporaire électrique (exemple) Le cadre rouge dans cet exemple indique un pic de charge dans la soirée. Ce pic provient par exemple d une machine à laver mise en marche manuellement dans la soirée. Figure 8 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation avec pilotage des charges et stockage temporaire électrique (exemple pour le SMA Flexible Storage System) En raison de la capacité de batterie accrue dans le SMA Flexible Storage System, une part plus importante de la consommation électrique est couverte par le stockage temporaire électrique. Dans cet exemple, la couverture est de 100 %. Aucune énergie prélevée sur le réseau n est donc nécessaire. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 13

14 3 Alimentation propre et autoconsommation avec SMA Smart Home SMA Solar Technology AG Le SMA Flexible Storage System est une solution flexible de stockage permettant aux installations photovoltaïques nouvelles et existantes de disposer d un système de gestion intelligente de l énergie. GÉNÉRATEUR PHOTOVOLTAÏQUE CHARGE À PILOTAGE DIRECT via PASSERELLE SUNNY PORTAL DC AC COM Speedwire/ Webconnect Bluetooth GATEWAY INTERNET ONDULEURS PHOTOVOLTAÏQUES CHARGE À PILOTAGE DIRECT via ETHERNET ROUTEUR SUNNY HOME MANAGER CONSOMMATEURS PRISE RADIOCOMMANDÉE SMA SMA ENERGY METER COMPTEUR UTILISÉ À DES FINS DE FACTURATION RÉSEAU ÉLECTRIQUE PUBLIC SUNNY REMOTE CONTROL SUNNY ISLAND BATTERIE Figure 9 : Installation photovoltaïque avec SMA Flexible Storage System (exemple) Au cœur du SMA Flexible Storage System se trouvent le Sunny Island 3.0M/4.4M/6.0H/8.0H pour des applications couplées au réseau et le Sunny Home Manager. Le Sunny Island peut utiliser différents types de batteries présentant différentes capacités et offre ainsi une grande flexibilité en termes de configuration de l installation. En outre, différents onduleurs photovoltaïques SMA peuvent être utilisés dans le SMA Flexible Storage System. Le SMA Flexible Storage System peut être monophasé ou triphasé et être équipé d une fonction de courant de secours. Le SMA Flexible Storage System avec fonction de courant de secours se charge d alimenter les charges en cas de panne du réseau et établit pour cela un réseau d alimentation de secours (voir le guide de planification «SMA Flexible Storage System avec fonction de courant de secours» sur le site Les charges sont alimentées tant que la batterie contient de l énergie. Une fois le réseau rétabli, le système passe automatiquement en mode connecté au réseau et reprend la recharge de la batterie en fonction du pilotage intelligent. En plus des fonctions du Sunny Portal citées au chapitre 3.1, la page Bilan énergétique affiche également la charge et la décharge de la batterie. On peut ainsi voir à quel moment l énergie stockée dans la batterie est consommée par le foyer, dans la soirée par exemple. Cela permet d éviter le prélèvement d énergie sur le réseau, et donc de faire baisser les coûts. 14 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

15 SMA Solar Technology AG 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique 4.1 Surveillance de l énergie - Mesurer et comprendre les flux d énergie Le foyer utilise l énergie électrique de différentes manières. Pour bien configurer la gestion de l énergie, il est donc nécessaire de comprendre les flux d énergie du foyer dans le détail. Dans un SMA Smart Home, les consommations d énergie peuvent être mesurées à différents points : Le SMA Energy Meter placé au niveau du point de raccordement au réseau délivre les valeurs de mesure électriques relatives à la production d énergie photovoltaïque, à l injection réseau et au prélèvement d énergie sur le réseau sous la forme d une valeur nette sur tous les conducteurs de ligne pour l ensemble du foyer. Ces valeurs peuvent également être délivrées par un compteur D0 ou S0 (voir chapitre 11.2, page 62). Les prises radiocommandées disponibles permettent au Sunny Home Manager de procéder à des mesures et à une surveillance ciblées des différentes charges. Plus le nombre de charges ainsi surveillées est élevé, plus les données utilisées pour calculer la consommation énergétique du foyer sont complètes. Le Sunny Home Manager collecte toutes les informations sur les flux d énergie et les met à disposition pour analyse sur le Sunny Portal sous forme de diagrammes. Ces informations permettent par exemple de répondre aux questions suivantes : À combien s élève la consommation d énergie du foyer? Combien d énergie l installation photovoltaïque délivre-t-elle? Combien d énergie les charges sélectionnées consomment-elles? À quelle fréquence et combien de temps ces charges fonctionnent-elles? Répondre à ces questions permet d analyser et de comprendre les flux d énergie dans le foyer, par exemple : Quelles sont les charges qui ont le plus besoin d énergie? Quelles sont les charges qui peuvent être trop gourmandes en énergie et qui devraient être remplacées par des modèles plus économiques? Quelles sont les habitudes d utilisation des charges à changer pour optimiser l utilisation de l énergie photovoltaïque? Quel serait l impact d un passage à un autre tarif de courant sur les coûts liés à l énergie? Ces informations permettent ensuite de définir des mesures de gestion de l énergie, à des fins notamment d économies de coûts et de respect de l environnement. Pour le pilotage automatique des charges, ces informations permettent de savoir à quel moment il est pertinent d allumer certaines charges. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 15

16 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique SMA Solar Technology AG 4.2 Pilotage intelligent des charges Composants de pilotage de charges Dans le système SMA Smart Home, il est possible d utiliser différents types de prises et d interrupteurs radiocommandés. Ces appareils servent à piloter les appareils électroménagers et permettent d optimiser la consommation énergétique et le taux d autoconsommation en reportant l utilisation des charges. Ils mesurent également la puissance absorbée par les charges branchées, permettant ainsi la surveillance de l énergie. Les prises/interrupteurs radiocommandés suivants peuvent être intégrés à un système SMA Smart Home : Prises radiocommandées SMA avec Bluetooth Prise radiocommandée «Circle» et interrupteur radiocommandé «Stealth» de Plugwise Les composants mentionnés peuvent également être utilisés ensemble dans un système Smart Home. Pour plus d informations, notamment sur les modèles disponibles dans les différents pays, voir chapitre 6.4. Prises radiocommandées SMA avec Bluetooth La prise radiocommandée SMA peut être utilisée comme prise intermédiaire pour autoriser ou interrompre l alimentation électrique d une charge. Le Sunny Home Manager transmet l ordre de commutation à la prise radiocommandée SMA par liaison BLUETOOTH. Composants de pilotage Plugwise Il est également possible d utiliser des prises et interrupteurs radiocommandés Plugwise pour piloter les appareils du foyer. Le Sunny Home Manager pilote les composants Plugwise par l intermédiaire de la passerelle Plugwise «Stretch», qui est connectée au réseau local par liaison filaire ou sans fil. La passerelle Plugwise «Stretch» pilote les composants par une liaison sans fil Zigbee. Prise radiocommandée «Circle» (convient à différentes normes nationales) Le fonctionnement de la prise radiocommandée «Circle» est identique à celle de la prise radiocommandée SMA. Interrupteur radiocommandé «Stealth» Le fonctionnement de l interrupteur radiocommandé «Stealth» est identique à celle de la prise radiocommandée «Circle». L alimentation en courant de la charge peut être branchée à demeure avec un câble sur des bornes à ressort. L interrupteur radiocommandé convient particulièrement à la commutation de grosses charges par l intermédiaire de relais ou de contacteurs. Par ailleurs, il est possible de piloter des contacts SG* -ready à l aide de l interrupteur radiocommandé par l intermédiaire d un relais avec interrupteur libre de potentiel. En plus des prises et interrupteurs radiocommandés «Circle» et «Stealth», l entreprise Plugwise (www.plugwise.com) propose de nombreux composants pour systèmes domotiques. * SG = Smart Grid (réseau intelligent) 16 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

17 SMA Solar Technology AG 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Fonctionnement du pilotage de charges Le Sunny Portal comporte différents affichages et paramètres permettant de visualiser des informations à jour : informations sur l état de l installation, bilans énergétiques et prévisions sur la production d énergie photovoltaïque et de la consommation électrique individuelle du foyer, par exemple. Le Sunny Home Manager en déduit des recommandations et pilote les charges en fonction de ces recommandations. Fonction Établissement d une prévision de production photovoltaïque Explication Le Sunny Home Manager enregistre en continu l énergie produite par l installation photovoltaïque. Le Sunny Home Manager reçoit en outre des prévisions météorologiques locales via Internet. À partir de ces données, il établit une prévision de production pour l installation photovoltaïque. Pour consulter les prévisions, les champs de saisie suivants doivent être remplis sur la page Caractéristiques de l installation du Sunny Portal : Longitude Latitude Puissance nominale de l installation S il manque l une de ces trois données, l icône Météo ne s affiche pas, ou les prévisions de puissance seront incorrectes ou manquantes. Si les prévisions météorologiques sont correctement paramétrées, les icônes de la météo horaire ( ) s affichent dans le diagramme sur la page État actuel et prévision. La puissance prévisionnelle pour chaque heure de la période de prévision est affichée sous forme de barre verte ( ). Les valeurs chiffrées s affichent lorsqu on survole la barre avec le curseur de la souris. Les ampoules vertes ( ) situées au-dessus des barres indiquent que selon la puissance prévisionnelle pour de cette période, le surplus d énergie photovoltaïque est élevé et peut être consommé judicieusement en allumant manuellement une charge. Cela permet de jouer un rôle actif dans l augmentation de l autoconsommation de l énergie photovoltaïque en allumant manuellement certaines charges (en passant l aspirateur l après-midi quand le soleil brille, par exemple). Établissement d un profil de charge Le Sunny Home Manager enregistre la production photovoltaïque, l injection réseau et l énergie prélevée sur le réseau. À partir des données relatives à la production photovoltaïque, à l injection réseau et à l énergie prélevée sur le réseau, le Sunny Home Manager détermine combien d énergie est habituellement consommée dans un foyer et à quelle heure, et établit un profil de charge du foyer. Ce profil de charge peut être établi individuellement pour chaque jour de la semaine. Les données de mesure relatives à la production d énergie photovoltaïque, à l injection réseau et au prélèvement d énergie sur le réseau sont transmises au Sunny Home Manager par l intermédiaire des compteurs d énergie installés (S0, D0 ou SMA Energy Meter) ou directement par les onduleurs, par la liaison de données (pour des recommandations relatives au choix du compteur d énergie approprié, voir le chapitre 11.2). Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 17

18 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique SMA Solar Technology AG Fonction Configuration et surveillance d installation via le Sunny Portal Pilotage automatique des charges par prises radiocommandées Pilotage automatique des charges avec liaison de données directe Explication Le Sunny Portal sert d interface utilisateur du Sunny Home Manager. Le Sunny Home Manager établit la connexion Internet avec le Sunny Portal via un routeur et l utilisateur peut configurer sur le Sunny Portal tous les paramètres nécessaires pour l installation Sunny Home Manager. Les données de consommation et de production énergétique, les prévisions et les conseils d utilisation de l énergie peuvent être consultés dans différents diagrammes et tableaux. Le Sunny Portal permet également de procéder à une surveillance de base de l installation photovoltaïque. Le Sunny Home Manager peut mettre sous et hors tension de manière ciblée des charges qui sont raccordées aux prises radiocommandées. Le Sunny Home Manager détermine à l aide de la prévision de production photovoltaïque et du profil de charge les périodes propices à l optimisation de l alimentation propre et de l autoconsommation. Le Sunny Home Manager pilote la mise sous et hors tension des charges selon les consignes de l exploitant de l installation et les périodes déterminées. En outre, les prises radiocommandées offrent la possibilité de surveiller de façon ciblée la consommation d énergie des charges électriques. Au lieu d utiliser des prises radiocommandées, le Sunny Home Manager peut aussi communiquer directement avec les charges du foyer et les piloter par une liaison de données. Pour cela, les charges doivent être équipées d un protocole de données de gestion de la consommation énergétique approprié. La charge partage automatiquement ses besoins énergétiques au Sunny Home Manager par échange direct de données. Le Sunny Home Manager utilise ensuite la liaison de données pour envoyer à la charge des commandes de pilotage qui garantissent une utilisation optimale de l énergie disponible. 4.3 Exemples d applications Pour le pilotage de charges dans le système SMA Smart Home, les exemples d applications suivants sont disponibles dans la zone de téléchargement du Sunny Home Manager sur le site : SMA SMART HOME - Pilotage de charges sur une plage horaire où la charge doit être allumée (exemple : lave-linge) SMA SMART HOME - Pilotage de charges sur une plage horaire où la charge peut être allumée (exemple : pompe d étang) SMA SMART HOME - Pilotage de charges avec relais ou contacteur (exemple : élément chauffant) 4.4 Différences entre les installations d autoconsommation et les installations d injection réseau dans le SMA Smart Home Dans les caractéristiques de l installation sur le Sunny Portal, le type de l installation peut être configuré. Il existe deux types d installations : Installation d autoconsommation Installation d injection réseau 18 SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

19 SMA Solar Technology AG 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Installation d autoconsommation Dans le cas d une installation d autoconsommation, l objectif est de consommer la plus grande quantité possible d énergie photovoltaïque produite. Le plus efficace pour cela est d allumer les charges du foyer précisément lorsque le soleil brille et que l installation photovoltaïque produit beaucoup d électricité. Le système de gestion intelligente de la consommation énergétique du Sunny Home Manager garantit que les charges pilotables sont allumées automatiquement lorsque l énergie photovoltaïque disponible est suffisante. Les installations d autoconsommation sont intéressantes quand la rétribution d injection pour l énergie photovoltaïque est bien inférieure aux prix d achat du courant sur le réseau. Une autoconsommation élevée contribue ainsi à baisser les coûts liés à l énergie. Les compteurs doivent être installés de sorte que les charges du foyer puissent consommer l énergie photovoltaïque en amont du point d injection ou de raccordement au réseau. Seul le surplus d énergie photovoltaïque est alors injecté dans le réseau électrique public. CHARGES DU FOYER DC AC GÉNÉRATEUR PHOTOVOLTAÏQUE ONDULEURS PHOTOVOLTAÏQUES COMPTEUR DE PRODUCTION PHOTOVOLTAÏQUE COMPTEUR D INJECTION COMPTEUR POUR L ÉNERGIE PRÉLEVÉE SUR LE RÉSEAU RÉSEAU ÉLECTRIQUE PUBLIC Figure 10 : Installation des compteurs dans une installation d autoconsommation (exemple) Installation d injection Dans le cas d une installation d injection, l objectif est d injecter dans le réseau électrique public la totalité de l énergie photovoltaïque produite afin de recevoir la rétribution d injection correspondante. L injection de l énergie photovoltaïque produite est intéressante si la rétribution d injection est bien supérieure aux prix d achat du courant sur le réseau. Dans ce cas, l injection de l énergie photovoltaïque dans le réseau constitue une source de revenus intéressante pour l exploitant de l installation. Pour de telles installations, la gestion de l énergie ne présente qu un intérêt limité. Les compteurs doivent être installés de sorte que les charges du foyer ne consomment pas directement l énergie photovoltaïque : CHARGES DU FOYER COMPTEUR POUR L ÉNERGIE PRÉLEVÉE SUR LE RÉSEAU DC AC RÉSEAU ÉLECTRIQUE PUBLIC GÉNÉRATEUR PHOTOVOLTAÏQUE ONDULEURS PHOTOVOLTAÏQUES COMPTEUR D INJECTION Figure 11 : Installation des compteurs dans une installation d injection (exemple) Restrictions imposées aux installations d injection avec Sunny Home Manager Pour les installations d injection avec Sunny Home Manager, il n est pas possible de configurer sur le Sunny Portal des plages horaires où les charges peuvent être allumées dans le cadre du pilotage de charges. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 19

20 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique SMA Solar Technology AG 4.5 Limitation de l injection de puissance active avec empêchement des pertes de régulation Remarques générales Il se peut que les réglementations nationales, par exemple la loi sur les énergies renouvelables (EEG) en Allemagne, exigent une limitation durable de l injection de puissance active pour votre installation photovoltaïque, c est-à-dire une limitation de la puissance active injectée dans le réseau électrique public à une valeur fixe ou un pourcentage de la puissance nominale de l installation installée. Le cas échéant, demandez à votre exploitant de réseau si une limitation durable de l injection de puissance active est requise. Fonctionnement avec le Sunny Home Manager Le Sunny Home Manager surveille la puissance active injectée dans le réseau électrique public à l aide d un SMA Energy Meter ou d un compteur d injection. La quantité de puissance active injectée dépend de la production photovoltaïque actuelle et de la consommation dans le foyer. Si l injection de puissance active dépasse la limite fixée, le Sunny Home Manager limite la production photovoltaïque des onduleurs. En plus de la limitation active de la production d énergie photovoltaïque, le Sunny Home Manager peut veiller, grâce à sa gestion intelligente de la consommation énergétique, à ce que les charges du foyer soient allumées au moment précis où l énergie photovoltaïque disponible est suffisante pour permettre d atteindre la limite d injection. Si la mise en marche d une charge entraîne une augmentation de la consommation directe du foyer, la production d énergie photovoltaïque doit alors être réduite dans une moindre mesure, voire plus du tout. Pour les systèmes à batterie, le Sunny Home Manager déclenche en outre la charge de la batterie pour éviter les pertes de régulation. Exemple : Limitation de l injection de puissance active à 70 % de la puissance nominale de l installation installée Actuellement, l installation peut produire 90 % de la puissance nominale de l installation égale à 10 kw, soit 9 kw, en raison d un bon rayonnement solaire. Le Sunny Home Manager reçoit comme consigne de l exploitant du réseau de limiter l injection de puissance active de l installation à 70 % (= 7 kw). Lors de l application des consignes de l exploitant du réseau, le Sunny Home Manager intègre l autoconsommation au sein du foyer. Les charges du foyer consomment actuellement 1 kw. Le Sunny Home Manager réduit donc la production photovoltaïque des 9 kw possibles en théorie à 8 kw. Ainsi, 1 kw peut être utilisé pour les charges au sein du foyer et les 7 kw autorisés sont injectés dans le réseau électrique public. Dans le cadre de la gestion intelligente de la consommation énergétique, le Sunny Home Manager allume en plus une charge de 500 W. Il ne reste donc plus qu à réduire la puissance de 9 kw à 8,5 kw. En pratique, la charge de 500 W prélève gratuitement une énergie qui serait sinon perdue en raison de la réduction de puissance. Utilisation du Sunny Home Manager pour la limitation de l injection de puissance active Le Sunny Home Manager peut être utilisé pour la limitation de l injection de puissance active soit individuellement, soit en étant intégré à une solution de stockage. Renseignez-vous le cas échéant auprès de votre exploitant de réseau pour savoir si une limitation durable de l injection de puissance active est requise et si vous pouvez utiliser le Sunny Home Manager à cette fin (Manufacturer s Declaration «Feed-In Management in Accordance with the Renewable Energy Sources Act (EEG) 2012 with Sunny Home Manager (SHM) from SMA» disponible sur Pour des informations sur la réduction de l injection de puissance active à 0 % ou 0 W (injection zéro), voir le chapitre SI-HoMan-PL-fr-43 Guide de planification

21 SMA Solar Technology AG 4 Fonctions pour les systèmes de gestion de la consommation énergétique Empêchement des pertes de régulation grâce à la charge de la batterie basée sur les prévisions pour les solutions de stockage SMA Si une limitation de l injection de puissance active est exigée pour les systèmes à batterie, une grande partie de la puissance photovoltaïque disponible à midi les jours de fort ensoleillement devra éventuellement être réduite. Le système de gestion de la consommation énergétique du Sunny Home Manager garantit déjà que ces jours-là, les charges à pilotage direct soient allumées à cette période précise pour consommer directement l énergie qui serait sinon réduite. Par ailleurs, l énergie produite lors du pic de production de midi peut également être stockée dans la batterie du Sunny Boy Smart Energy ou du Sunny Island. Cela est particulièrement avantageux, car l énergie stockée peut être utilisée ultérieurement en fonction des besoins. Les onduleurs à batterie prélèvent la puissance pour charger la batterie dans un surplus de production d énergie photovoltaïque. Concrètement, cela signifie que le système essaye tout d abord de charger l énergie photovoltaïque dans la batterie avant de l injecter dans le réseau électrique public Les jours très ensoleillés, il peut donc arriver que le surplus d énergie photovoltaïque soit élevé dès le matin et que la batterie soit déjà entièrement chargée avant le pic de production de midi. Dans ce cas, il est nécessaire de limiter l injection d énergie photovoltaïque le midi, car la batterie ne peut plus absorber le surplus d énergie produite. Le Sunny Home Manager peut empêcher cette réduction de puissance. En effet, il peut utiliser ses prévisions de production internes et le dimensionnement des charges pour savoir si la quantité d énergie qui devrait être produite le midi nécessitera une limitation de l injection réseau. Si la gestion optimisée du stockage pour Sunny Island est activée, le Sunny Home Manager peut envoyer des commandes au Sunny Island pour limiter la charge de la batterie le matin, par exemple lorsque la limite d injection de 60 % n a pas encore été atteinte. La batterie disposera ainsi d une capacité suffisante le midi pour être chargée avec l énergie qui aurait sinon été perdue en raison de la réduction de puissance. SMA Flexible Storage System La gestion optimisée du stockage pour Sunny Island peut être activée sur le Sunny Portal, dans les caractéristiques des appareils du Sunny Home Manager. Ce paramètre est désactivé par défaut. Figure 12 : Caractéristiques des appareils du Sunny Home Manager (exemple) Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-43 21

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