Gestion de l énergie: surveillance, visualisation, évaluation et optimisation de la consommation de l énergie

Transcription

1 Michael Rader Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Gestion de : surveillance, visualisation, Partie 2: visualisation et évaluation des données de consommation Le premier volet du présent article s était concentré sur les conditions techniques et sur l organisation préalable concernant les systèmes de gestion de : l infrastructure nécessaire, les normalisations requises pour calculer les caractéristiques intéressantes pour le client, comment peut se présenter une structure architecturale et quelles sont les informations de ladite architecture devant être mesurées et sauvegardées. Cette deuxième partie se focalisera sur l aspect visualisation et exploitation des données consommées. Ici, nous préciserons comment trouver et exploiter les différentes sources d économie d énergie.

2 Gestion de : Visualisation des données La visualisation convertit des données saisies en représentations simples et compréhensibles pour l homme. La qualité de visualisation est décisive pour aider à détecter les potentiels à optimiser dans une installation. Dans un premier temps, de simples visualisations peuvent déjà suffire pour réaliser de sensibles économies, comme par exemple le changement de comportement de l utilisateur ou de l installation. Un exemple pris dans le secteur des supermarchés : Avec l aide d une simple représentation de la consommation électrique prise sur une assez longue période, les responsables de l entreprise se sont aperçus que les consommations de plusieurs supermarchés étaient sensiblement identiques pendant les heures d ouverture en soirée et aussi de nuit, pendant les heures de fermeture. Ceci à cause de l éclairage permanent des places de parking. En couplant les horaires d éclairage avec les heures d ouverture, on a pu économiser plus de 75% du courant de nuit au niveau de l éclairage extérieur. Différentes possibilités d évaluation graphique Dans les systèmes modernes d automation, les évaluations graphiques sont déjà possibles au niveau des automates. Du fait des possibilités limitées de stockage, il s agit le plus souvent dans le cas de telles évaluations, de représentations n exigeant pas de longs créneaux ou fenêtres horaires. Quelques exemples : 7 % 57 % 36 % CentraLine ARENA AX / Heating Energy Lobby CentraLine ARENA AX / Electrical Energy Lobby CentraLine ARENA AX / Cooling Energy Lobby Fig. 1: répartition des consommations journalières, mensuelles ou annuelles en fonction des types de consommation à l aide d un diagramme circulaire.

3 Gestion de : Fig. 2: évolution de la consommation journalière en énergie sous forme de courbes de tendance ou diagramme barre. Légende: 1: refroidissement 2: ECS 3: énergie électrique Des appareils modernes d automation tels que le CentraLine HAWK permettent l accès aux diagrammes via un navigateur et en complément, l exportation automatique ou l envoi par mails des graphiques sous forme de fichiers PDF ainsi que le transfert des données sous forme «tableur» en vue d une analyse ultérieure ou d une préparation graphique. Des périodes plus longues pourront être analysées au niveau management, car on y dispose de plus de possibilités de stockage. Cela permet une méthode comparative sur plusieurs années (comparaison annuelle). La figure 3 montre qu une procédure d optimisation a été réalisée (isolation) au cours du deuxième semestre de l année 2011 (courbe en rouge), ce qui eut pour résultat une réduction de la consommation au cours des mois les plus froids.

4 Gestion de : Fig. 3: comparaison annuelle de la consommation en énergie Avec l aide d un diagramme barre, on pourra visualiser dans le temps comment se répartissent les différents types d énergie. Fig. 4: repartition des différentes energies dans le temps Légende: 1: chauffage (kwh) 2: éclairage (kwh) 3: ECS (kwh) 4: froid (kwh)

5 Gestion de : L analyse régressive facilite l interprétation des données L analyse régressive présente un intérêt spécial. Pour ce faire, on reporte deux grandeurs différentes sous forme d un ensemble de points. La figure 5 montre la consommation journalière en énergie chauffage (axe des y) rapportée à la température extérieure moyenne (chaque point représentant un jour). L évaluation du regroupement ou concentration des points donne d importantes informations : la position de la cassure montre la limite de chauffage. Pour le bâtiment ci-après en question, elle se situe vers 15 C. Si la température extérieure est supérieure à cette limite, on n utilisera que très peu d énergie (seulement pour la préparation ECS). Plus la température extérieure descend en dessous de la limite de chauffage et plus il faudra d énergie de chauffage. Plus cette courbe sera plate et plus faible sera l influence de la température extérieure sur la consommation d énergie. Des courbes pentues et des limites élevées de chauffage sont l indication d importantes pertes de chaleur, pertes que l on pourra limiter par une meilleure isolation du bâtiment. Une forte dispersion des points est le signe de fortes variations des consommations d énergie à conditions climatiques identiques. Les raisons explicatives peuvent être complexes et s expliquent souvent par le comportement en usage : par exemple des changements dans les heures d ouverture, des fenêtres qui sont ouvertes, une consommation accrue d eau chaude sanitaire dans les douches des complexes sportifs selon l occupation etc. La présence de points distants de la moyenne peut signifier que des actions spéciales sont nécessaires, spécialement si ces points distants apparaissent régulièrement. Les points distants régulièrement vers le bas de la figure 5 peuvent s expliquer par le fait que l utilisation du bâtiment en question est moindre en fin de semaine qu en cours de semaine, d où une plus faible demande de chauffage. Une analyse des points distants supérieurs a fait ressortir que ceux-ci apparaissaient toujours mardi. La raison peut en être un programme horaire mal réglé entraînant un chauffage continu même pendant les heures de fermeture.

6 Gestion de : Fig. 5: analyse régressive Légende: 1: points distants régulièrement supérieurs : mauvais programme horaire 2: points distants régulièrement vers le bas : week-end 3: limite de chauffage Les analyses régressives ont de multiples usages. Pour une entreprise produisant des biens, au lieu d exprimer la consommation d énergie via la température extérieure, elle pourra aussi l exprimer via la quantité de produits manufacturés. D ailleurs, pour analyser le rendement d un générateur de chaleur, il serait tout à fait concevable de rapporter calorifique à la consommation de gaz, exprimée en mètres cubes. Pour détecter des points distants apparaissant régulièrement, une méthode de référence par jour de semaine est d une aide appréciable. Ici, on reporte sur un laps de temps donné, la consommation d énergie journalière. Des déviations significatives certains jours sont alors immédiatement visibles. Pour un immeuble de bureau ou une école, on s attendrait à retrouver une caractéristique de consommation énergétique similaire pendant tous les jours ouvrés et une plus faible consommation les week-ends. Toutefois, la figure 6 montre des courbes surprenantes le mardi, alors qu apparemment, le chauffage était toute la journée en service.

7 Gestion de : Fig. 6: méthode de référence par jour de semaine pris sur deux semaines. Ici, avec un profil atypique et une plus forte consommation les mardis.

8 Gestion de : Les systèmes de gestion de assurent une transparence des coûts Et pour finir, un système de gestion de est capable de convertir les valeurs consommées en coûts. Les coûts dépendent des contrats conclus entre le client et le fournisseur de. Le logiciel CentraLine de management de permet une représentation des contrats via le logiciel et ainsi une conversion automatique de la consommation en n importe quelle devise. Fig. 7: analyse tarifaire La figure 7 illustre l exemple d une analyse où le tarif comporte trois composants: tarif jour, nuit et week-end. D autres combinaisons sont aussi faciles à représenter, par exemple des tarifs en fonction des quantités consommées.

9 Gestion de : Economies d énergie par changement du comportement des occupants de l immeuble Un comportement responsable de par tous les usagers de l immeuble participe de façon très sensible aux économies d énergie. Il est donc souhaitable d informer clairement les responsables techniques mais aussi les occupants de l immeuble sur tout ce qui concerne les indicateurs de rendement énergétique et leur mettre à disposition des graphiques parlants. Dans le système CentraLine de gestion de, ceci se fait via ce que l on appelle des tableaux de bord électroniques (voir fig. 8) où sont automatiquement affichés dans le hall d entrée des comptes-rendus sélectionnés. Le choix de l information à afficher sera défini entre le partenaire du système et un représentant des copropriétaires ou du client. Les possibilités d application sont quasiment illimitées. Par exemple, des employés pourront visualiser la part d énergie consommée de leur département par rapport à la consommation globale, différents départements d une unité de production pourront se comparer à d autres en ce qui concerne la part d énergie consommée par type de marchandise produite et les clients d un hôtel reçoivent un comparatif entre les coûts énergétiques entraînés par leur présence et la moyenne générale. De telles mesures font ressortir l influence d un comportement individuel sur la consommation totale en énergie et contribuent pour finir à une prise de conscience en vue d une meilleure utilisation de. Fig. 8: exemple d un tableau de bord électronique

10 Gestion de : Exemples de potentiel d optimisation Le potentiel d optimisation résulte d une analyse de la visualisation des indices de performance énergétique et le cas échéant d une comparaison entre des bâtiments d indice de référence similaires. On a déjà cité des exemples d optimisation dans le présent article. Cela va depuis une prise de conscience du personnel grâce à la formation et un aperçu des conséquences d actions personnelles jusqu à l amélioration des techniques de régulation, voire des mesures constructives telles qu une meilleure isolation du bâtiment. Les améliorations dans le domaine de la régulation vont depuis une meilleure adaptation des programmes horaires jusqu à une mise en place de stratégies de régulation entièrement nouvelles. On pourra alors réaliser de substantielles économies d énergie pour des coûts d investissement relativement faibles. Un exemple: le cinéma Rust en 4D à Europarc et un supermarché à Viechtach ont obtenu une économie en énergie d environ 30% en adaptant leurs installations de ventilation. Ces systèmes ont été convertis en régulations de qualité de l air en fonction des besoins et ceci sans compromettre le confort des clients. Des systèmes intelligents tels que le CentraLine AX peuvent, en incorporant directement des stations d automation dans la gestion de, intervenir directement et en temps réel dans les installations selon les besoins pour réduire les coûts de. Un exemple : en analysant en continu les données transmises par les compteurs électriques, il serait possible de prévoir les pointes de demande et grâce à une détection prévisionnelle et un arrêt sélectif temporaire ainsi réduire ou empêcher des demandes provenant de consommateurs électriques. On pourrait par exemple réduire un court moment la vitesse des ventilateurs sans que cela entraîne pour les clients une réduction de leur confort. C est une façon d éviter concrètement des coûts élevés d énergie résultant de demandes de pointe. Résumé Les systèmes modernes de gestion de rendent la consommation de transparente, aident à détecter les possibilités d optimisation et à confirmer la justesse de réalisations d optimisation. Par une utilisation correcte, ils permettent d évaluer le rendement énergétique de bâtiments et de les comparer à d autres bâtiments en réalisant un réajustement des données de consommation qui prend en compte la compensation en fonction de la température extérieure, le comportement des usagers et/ou la dimension des bâtiments. Ceci exige d une part une étude détaillée du système et d autre part une solution technique suffisamment souple pour convertir rapidement et efficacement différentes exigences d utilisateurs. Combiner gestion de et technique de régulation en un système global intégré permet des économies additionnelles en énergie grâce à un arrêt automatisé de consommateurs tout en offrant l avantage de proposer un système global d emploi homogène. Par leur compétence dans le domaine de la gestion de, les partenaires Centraline assistent leurs clients lors de l étude et la réalisation de systèmes intégrés de gestion de.

11 Gestion de : Sources des images: Fig. 1 8: CentraLine Partenaires rédactionnels pour tout contact : Ansel & Möllers GmbH Simone Setka König-Karl-Straße Stuttgart Tel: / ; Fax: s.setka@anselmoellers.de Plus d informations sur le thème du rendement énergétique dans les bâtiments sont disponibles sous Vous y trouverez des articles techniques écrits par des spécialistes CentraLine, articles que vous pourrez lire et télécharger. Pour plus d informations sur CentraLine, se reporter aussi à ainsi que via à info-d@centraline.com. CentraLine Honeywell GmbH 17 Böblinger Street D Schönaich