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1 e l e c tree D une production centralisée à une production décentralisée, rendons les énergies renouvelables plus flexibles sur le réseau le projet : Donnons à l Europe connectée les outils pour réussir sa transition énergétique. Notre projet ElecTree vise à optimiser la production d électricité de façon décentralisée en intégrant mieux les technologies telles que le photovoltaïque, l éolien ou la cogénération, au réseau actuel. Une meilleure intégration de ces technologies les rendrait plus rentables et permettrait de les développer plus efficacement et ainsi réduire nos émissions de CO2. l equipe nos forces Thomas T. INSA strasbourg En dernière année d école d ingénieur, spécialisé dans les énergies en lien avec le bâtiment, il est notre référent sur toute la partie technique. Quentin P. Ecole CAMONDO Passionné d art graphique, ses études de design nous ont permis de rapprocher le fond et la forme. Thomas C ESDES Lyon Etudiant en école de commerce, son esprit de synthèse nous a permis de vous présenter l essentiel et il a su confirmer nos choix sur un plan économique. CREATIVITE : Expériences dans le domaine de la création de start-up COMPLEMENTARITE : polyvalence de nos profils et formations FAISABILITE : D un point de vue technique et économique

2 le CONTEXTE le reseau electrique francais Le réseau électrique français est équilibré par RTE (Réseau de Transport d Electricité) qui doit assurer à tout instant l équilibre production-consommation sur le territoire français. Après avoir déterminé les prédictions de consommations (schéma 1), il y a un recensement des énergies de production fatale (cogénération, éolien, photovoltaïque (PV)). Ensuite, on place le nucléaire, l hydraulique (de lac), les moyens thermiques (gaz et charbon) et enfin on comble les manques du réseau par du thermique de pointe (fioul). Les moyens de production d électricité sont appelés par ordre de coût de production croissant (schéma 2). On obtient alors la répartition des différents moyens de production électrique. En résumé, la base de la production d électricité en France est faite par le nucléaire (pas de flexibilité), viens ensuite le charbon et le gaz (moyenne flexibilité) puis le fioul et l hydraulique des lacs (fortes flexibilités). A cela s intègre des productions d énergie fatale (pas de flexibilité) avec le PV, éolien et cogénération (schéma 3) mais qui représentent encore un faible pourcentage de la production totale. SCH! Prédiction consomation éléctrique 27 mars 2015 SCH 2 Analyse du coup marginale par type de production SCH 3Répartition des moyens de production 27 mars 2015 cout marginal de production ( / MWH ) segment de production classé par ordre de mérite ( MWE ) Une grande partie de nos émissions de CO2 vient de la production d électricité lors des pics de consommations qui arrivent aux alentours de 9h et 19h. Cette production électrique, réalisée en partie par des carburants fossiles, émet plus de CO2. Par exemple, pour produire 1 kwh d électricité avec du fioul ou du charbon, on rejette respectivement 700g et 1040g de CO2. -> Pour réduire nos émissions de CO2, il faut réduire la quantité de CO2/kWh émise lors des pics de production. Contexte politique La France est organisatrice de la COP21, qui a pour but d aboutir à un accord universel permettant d accélérer la transition vers des moyens de production sobres en consommation en carbone. Ainsi, nous pouvons prédire une forte avancée du développement du PV et de la cogénération dans le mix énergétique français. La problématique Face au développement du PV et de la cogénération dans les années futures, une problématique se pose : fatale (PV, cogénération, éolien ) plus flexibles?». «Comment rendre les moyens de production d énergie

3 VALORISATION DE L ENERGIE FATAL le photovoltaique SCH 4 Journée ensoileillée PRESENTATION Sans surprise, on remarque que la production solaire se déroule uniquement pendant la journée. Si on souhaite optimiser les bienfaits du PV, il faut intégrer un système de stockage pour lisser la production sur l ensemble de la journée. SCH 5 Journée non ensoileillée Dans le cas d une journée ensoleillé, la production PV va remplacer la production d électricité faite par des centrales à charbon et au gaz (moins d émission de CO2) ; L électricité non consommée dans la journée sera alors stockée dans les batteries puis redistribuée le soir (schéma 4). Dans le cas d une journée non ensoleillée, l électricité sera alors produite par des centrales au charbon et au gaz (forte émission de CO2). De plus, les batteries ne pourront pas être utilisées. Production éléctrique grace au PV Besoin éléctrique du reseau Charge / Decharge de la Batterie NOTRE PROPOSITION Notre idée est de permettre aux particuliers de louer leurs batteries aux réseaux lors des journées non-ensoleillées, afin de lisser la production d électricité lors des pics. Le prix de la location du stockage des batteries serait calculé en fonction de 3 paramètres : -Le prix de substitue de production, (entre 8 et 12c /kwh) ; En chargeant une batterie avec de l éolien, du nucléaire ou du gaz, on réduit fortement le coût de production car on évite la production d électricité à partir de fioul. -Le prix d économie d émission de CO2, (entre 20 et 30c /kwh) ; En évitant de produire de l électricité avec du fioul, on réduit la quantité d émission du CO2. L idée serait de fixer ce paramètre en fonction du prix de la tonne de CO2. Avantages pour les parties prenantes : Le réseau En permettant aux particuliers de louer leurs batteries, le réseau a plus de flexibilité et peut stoker ou décharger de l électricité en fonction des besoins électrique. Le client final (particulier, entreprise, institution) En permettant aux particuliers de louer leurs batteries au réseau, on réduit ainsi le retour sur investissement des batteries (cf l analyse économique p.5). Pour tous Réduction des émissions de CO2 et d avantage de flexibilité pour le PV grâce au développement systématique des batteries.

4 VALORISATION DE L ENERGIE FATAL La cogénération SCH 6 Fonctionnement Cogénération SCH 7 Production actuelle PRESENTATION SCH 8 Besoin thermique La cogénération est la production simultanée d énergie électrique et d énergie thermique à partir d une même énergie primaire. Elle permet de diminuer l impact environnemental en réduisant la quantité d énergie consommée. La cogénération est actuellement régulée en fonction des besoins thermiques du bâtiment via un ballon tampon qui joue un rôle de pile. Cependant, il arrive qu il n y ait pas de besoin électrique suffisant. L électricité est alors renvoyée sur le réseau, sans savoir si ce dernier en à besoin. NOTRE PROPOSITION Besoin éléctrique du reseau Avantages pour les parties prenantes : Besoin therminque du batiment Nous proposons aux clients possédant une cogénération, de surdimensionner leur ballon tampon et de permettre à RTE de contrôler la production de la cogénération en fonction du besoin des réseaux. Grâce à ce système, le client pourra vendre plus cher son kwh électrique, en produisant sur commande. Ainsi, il rentabilisera plus rapidement son installation. Le réseau En permettant aux particuliers de produire de l électricité sur commande, le réseau dispose d une nouvelle source d approvisionnement d électricité flexible et peu émettrice de CO2. Le client final (particulier, entreprise, institution) C est une manière simple et efficace pour le client de rentabiliser plus rapidement son installation de cogénération. Pour tous Réduction des émissions de CO2 et d avantage de flexibilité pour la cogénération

5 mise en application Pv : location du stockage des batteries Hypothèse en 2030: maison de particuliers comprenant 5 personnes Localisation géographique : Paris Nombre de jours ensoleillés/an : 212 Nombre de jours sans ensoleillement/an : 153 Pendant les journées de non-ensoleillement, stockage possible : 10 kwh Batterie Tesla 10 kwh = 3200 euros Achat du stockage de l électricité : 32 centimes/kwh Calcul : Économie réalisée pour le particulier = Nombre de jours x Prix de stockage x Capacité batterie = 153 x 0,32 x 10 = 489,6 euros/an Économie réalisée en CO2 = Nombre de jours x Capacité batterie x(contenu CO2 production électrique fioul Contenu CO2 production électrique moyen) = 153 x 10 x (0,7-0,18) = 795,6 kg CO2/an Grâce à la vente du stockage d électricité, nous pouvons fortement augmenter notre retour sur investissement de la batterie, ainsi que réduire notre impact sur l environnement. Hypothèse en 2030: Immeuble résidentiel R+2 (1000m2) Localisation géographique : Paris Puissance électrique cogénération : 7.5 kwe???? Puissance thermique cogénération : 22.9 kwth???? Prix du ballon tampon initial NIA-1000 de 1000 L : euros Prix du ballon surdimensionné NIA-2000 de 2000 L : euros Achat du stockage de l électricité : 32 centimes/kwh En doublant le volume tampon, on permet ainsi au réseau de contrôler la cogénération pendant au minimum 1h par jour. Calcul : Économie réalisée pour le particulier = Durée saison de chauffe x Prix de stockage x Capacité batterie = 232 x 0.32 x7.5 = euros/an Économie réalisée en CO2 = Durée saison de chauffe x Capacité batterie x (Contenu CO2 production électrique fioul Contenu CO2 lié à la production électrique cogénération) = 232 x 7.5 x (0,7-0,06) = kg CO2/an Grâce au surdimensionnement du volume tampon et du contrôle de la cogénération à distance, nous pouvons fortement augmenter notre retour sur investissement, et réduire notre impact sur l environnement. conclusion : Dans un monde en changement, le développement du PV et de la cogénération (énergies fatales), poussé par les politiques, va rendre la production électrique moins flexible. ElecTree propose une solution organisationnelle pour rendre ces énergies fatales plus intelligentes et ainsi agir face au changement climatique. Reconnue depuis quelques années pour être un concours phare dans l innovation, c est tout naturellement que nous avons décidé de nous inscrire au prix du l ingénierie du futur afin de présenter notre projet sur lequel nous travaillons depuis plusieurs mois. Ce prix est une formidable opportunité de présenter notre projet à des professionnels et experts dans le domaine de l énergie et ainsi de récupérer des avis pour permettre d améliorer et de perfectionner notre projet ElecTree. Notre projet et notre équipe s inscrivent dans l air du temps et nous sommes à l écoute de toutes les nouvelles tendances réalisables qui visent à développer la réduction de CO2. La pertinence technique et économique de Electree répond à un besoin auquel nous ferons face dans les années à venir.

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