Smart grids Proposition de projets expérimentaux sur l agglomération nantaise

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1 19 / 03 / 2013 Smart grids Proposition de projets expérimentaux sur l agglomération nantaise Louis BANVILLET Nicola BARBISAN Mathieu LONGEPE Marc PERNET Quentin RYSAK

2 Plan Partie I : Contexte des Smart Grids Rappel des enjeux d un Smart Grid Bilan de l existant Axes d étude pour notre projet Partie II : Choix du compteur intelligent Problématique du compteur & actualité Le compteur LINKY Une alternative crédible : AMIS Partie III : Choix des quartiers cibles Les critères Propositions Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes ENR : Eolien et solaire Stockage Lissage 2

3 Management par la qualité Nombreuses réunions avec Virginie THUNE Définition de jalons 27 Novembre pour la partie I 22 Janvier pour la partie II 19 Mars pour la partie III Rédaction de rapport d avancement Réflexion sur la démarche qualité du projet Objectif du client : Avoir des éléments pour discuter avec les futurs partenaires 3

4 Partie I : Contexte des Smart Grids

5 Rappel des enjeux d un Smart Grid Partie I : Contexte des Smart Grids 5

6 Rappel des enjeux d un Smart Grid 2 solutions : «Rationnement» de l électricité Mise en place des Smartgrids pour consommer mieux et produire «vert» Partie I : Contexte des Smart Grids 6

7 Bilan de l existant Étude comparative des projets existants : Partie I : Contexte des Smart Grids 7

8 Bilan de l existant Enjeux communs : Intégration de la production (décentralisée et intermittente) d énergies renouvelables au réseau Lissage de la courbe de consommation Stockage / Déstockage de l énergie Source : Partie I : Contexte des Smart Grids 8

9 Bilan de l existant Ce qu il faut retenir de ces projets : Nécessité d une première phase de test (quelques logements) Estimation des coûts de déploiement et des gains d énergie potentiels difficile Implication nécessaire des consommateurs dans le projet. Partie I : Contexte des Smart Grids 9

10 Bilan de l existant Ce qu il faut retenir : Gestion et protection des données complexe (confidentialité) Moyens technologiques : LINKY est le compteur le plus employé Les ENR varient suivant les projets (solaire, éolien ) Source : Partie I : Contexte des Smart Grids 10

11 Axes d étude pour notre projet Étude approfondie des différents compteurs intelligents Définition de critères de choix d une zone test Identification des zones test et solutions techniques envisageables pour Nantes Métropole Partie I : Contexte des Smart Grids 11

12 Partie II : Choix du compteur intelligent

13 Problématique du compteur & actualité Des compteurs intelligents en 2020 ERDF : remplacer 35 millions de compteurs Selon la FNCCR : 5 à 15% d économie d énergie ERDF abuse de sa position monopolistique Partie II : Choix du compteur intelligent 13

14 Le compteur LINKY visualisation de la consommation contrôle à distance pilotage des moyens de production décentralisation de services Partie II : Choix du compteur intelligent 14

15 Une alternative crédible : AMIS Partie II : Choix du compteur intelligent 15

16 Une alternative crédible : AMIS LINKY AMIS Courbe de charge : Au pas de 30 min et 10 min (payant) Courbe de charge au pas de 15 min (gratuit) Prépaiement : Pas de fonctionnalité Fonction prépaiement proposée Paramétrage des pointes mobiles : La veille (16h) pour le lendemain Sur 4h coulantes Transférabilité : Aucun engagement écrit sur la mise à disposition du concept Linky pour les ELD Mutualisation entre plusieurs structures (marché Suisse) Multi-fluide : Impossibilité de remonter les index des autres fluides Possibilité de remonter les données gaz, eau et chaleur via un port Mbus Financement : Aucun coût officiel donné TURPE compatible Partie II : Choix du compteur intelligent 16

17 Partie III : Choix des quartiers cible

18 Choix du quartier Où l emploi d un smart grid serait il le plus efficace à Nantes? Quelle serait la taille de la zone géographique d étude? Quels bâtiments intégrés dans le réseau? 18

19 Lissage de la courbe énergétique Partie III : Choix des quartiers cible Source RTE

20 Intégration de bâtiment Mixité du réseau : Logement collectif ou individuel. Bureaux & autres bâtiments à usage sensiblement identique (école, lycée, commerce & autre lieu de travail ) Bâtiment fonctionnant jour et nuit à éviter (hôpitaux, cliniques, usines ) 20

21 Se placer dans le Péri-urbain 21

22 Se greffer sur un smart grid existant. 22

23 Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes

24 ENR : Eolien A : Station météo B : Carte des vents Paramètre considéré Symbole (unité) Petit Eolien sans permis de construire Petit Eolien avec permis Limite haute du petit Eolien : Impact paysager plus grand Hauteur éolienne Diamètre éolienne A B A B A B H0 (m) 12,00 12,00 18,00 18,00 25,00 25,00 D (m) 8,00 8,00 10,00 10,00 15,00 15,00 Vitesse moyenne du vent Vitesse max. du vent V0 (m/s) 2,09 2,34 2,67 2,98 3,25 3,63 VM0 (m/s) 5,12 6,53 7,95 Puissance P0 (W) Puissance max. PM0 (W) Peu intéressant si H0 < 25 m Majorité de la Puissance fournie pour les vents forts Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 24

25 ENR : Eolien Contraintes d implantation Nuisance sonore de l éolienne Niveau de Bruit autorisé pour la nouvelle installation de 7 à 22h de 22 à 7h 5 db 3 db Distance minimale des habitations Hauteur de l'éolienne Distance minimale 20 > H >= m 30 > H >= 20 H x 5 45 > H >= 30 H x 6 H > 45 H x 10 Distance minimale avec les habitation de 125 m. + intégration paysagère, aviation civile Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 25

26 ENR : Eolien Contrainte pour une Eolienne de 25m Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 26

27 ENR : Solaire Gisement à Nantes : 1350 kwh/m²/an Energie récupérable Rendement 15 % 200 kwh/m²/an Panneaux photovoltaïques intéressants sur toute l agglomération nantaise Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 27

28 ENR : Solaire Nécessité d effectuer une étude plus approfondie. Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 28

29 Stockage Principal problème des EnR : intermittence Stockage nécessaire Batteries Peu couteux Facile à installer Utilisation de métaux rares Durée de vie d environ 1500 cycles Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 29

30 Stockage Pile à combustible Stocker l électricité sous forme de dihydrogène Pas d émissions nocives Autres solutions Stockage mécanique Stockage de calories Problème de rendement Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 30

31 Lissage Lutter contre les pics de consommation Utiliser les informations du compteur Effacement volontaire Retardement de l utilisation d électricité Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 31

32 Lissage à l échelle du Smart Grid Choisir un site multifonctionnel Logements et bureaux dont les courbes de consommation sont inversées Pics vers 7h et 19h pour les logements Consommation uniquement entre 8h et 18h pour les bureaux Réduire les besoins de stockage Partie IV : Solutions technologiques pour Nantes 32

33 Consommer plus pour consommer mieux? les «data center»

34 Scénarii sur la consommation journalière Source RTE 2012 Partie III : Choix des quartiers cible 34

35 Imprécision des données pour les EnR Prévision de la production éolienne Source RTE

36 Climathèque 554 gérées par Météo France. (moins de 2000 au total). Précipitation Ensoleillement Température Humidité Vent la pression de l air Consommation d un super calculateur météo France : de 1 à 30 MW 36

37 Energithèque? Equivaut à 3324 compteurs, soit une ville d environ habitants. Consommation de l ordre du Méga Watt Doit-on absolument tout maitriser? 37

38 Usine numérique Refroidissement, PUE > 1,5 Espace Double raccord au réseau Durabilité 38

39 Bilan du projet