SMART GRID AGILE Nouvelle typologie de réseau

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1 recherche & développement SMART GRID AGILE Nouvelle typologie de réseau Date :30/10/2012 Dossier préparé par : Jean Jacques CARRILLO Francis BOURRIERES Stéphane MICHEL ( ) Cap R&D ( ) NOVATEC ( ) MIE.S 1

2 Présentations des concepteurs du projet recherche & développement Consultant indépendant pour l énergie et l aéronautique Inventeur du réseau «Captain» en partenariat avec Société d ingénierie spécialisée dans le développement de produits industriels. Expertise connectique. Partenaire Initiateur du projet collaboratif de R&D SMART DREAM 2

3 Principales Tendances des secteurs transport et smart projects 3 tendances lourdes - l augmentation du nombre de fonctions électriques, - l utilisation massive de matériaux nouveaux, - la nécessité de penser système et modules intégrés réutilisables. 2 évidences majeures - la demande globale augmente et les ressources sont en quantité finie, - nous devons limiter au maximum notre empreinte environnementale. 3

4 Principales Tendances des secteurs transport et smart projects Ces tendances génèrent des changements radicaux - Avec les architectures actuelles, pour alimenter plus de charges, il faut : augmenter la capacité des sources, et malheureusement, augmenter la section et la masse du faisceau de distribution - L accroissement de la quantité de données transmises, génère: une augmentation du nombre de câbles, une augmentation des vitesses de transmission un système plus complexe à gérer. Des solutions de rupture sont nécessaires pour simplifier l architecture globale et limiter notre empreinte environnementale. 4

5 Principales Tendances Quelques valeurs Évolution de la consommation finale d électricité En TWh Résidentiel Tertiaire = 60% du total annuel et augmente de 10% par an Évolution de la consommation électrique sur une année Évolution de la consommation selon les jours de la semaine Évolution de la consommation sur 1 journée Lundi/Vendredi week end 5

6 SMART ENERGY Vision Agile Selon 3 points de vue Du point de vue des consommateurs d énergie communauté des «Charges» Besoins des charges Stockage de l énergie non utilisée? Du point de vue des fournisseurs d énergie communauté des «Sources» Générateurs Stockeurs? Interactions entre les 2 communautés Maîtrise des disponibilités et des besoins Communication dynamique entre les acteurs 6

7 SMART ENERGY Vision Agile Historique des optimisations d architecture électrique P S Source Primaire d énergie Source Secondaire d énergie Charges Typologie mutuelle distribuée multifilaire Réseau Captain P S S S Typologie mutuelle distribuée(non utilisée) S P S S État de l art Typologie distribuée dite structure arborescente S S P S Typologie standard dite structure en étoile P 7

8 SMART ENERGY Vision Agile Interconnexions dans une architecture classique type étoile Maison Individuelle x10 Bât. Tertiaire BBC RT 2012 x8 Avion classique x10 Voiture actuelle x8 Ampacité installée Ampacité nécessaire (maxi des sources) C x C x C x C x C x Cx C x Cx C x C x sources charges Équivalent section mm² de conducteur nécessaire à la distribution du courant Capacité des sources Capacité du faisceau d alimentation des charges Besoins complémentaires en communications 8

9 SMART ENERGY Vision Agile Solution CAPTAIN Ampacité optimale Source Ampacité Max Source XL A A XXL! Faisceau étoilé : Autant de câbles que de charges à alimenter et protéger Ampacité Max Source XL XL/n XL/n XL/n XL/n XL/n XL/n XL/n XL/n réseau multifilaire équilibré n fils (XL/n) Ampacité globale = XL 9

10 SMART ENERGY Vision Agile Concept Macro de la solution CAPTAIN Un ensemble de sources d énergie mises en commun Répartiteur Actif Un réseau intelligent de distribution de l énergie Réseau Multifilaire Un ensemble de charges avec des niveaux évolutifs de priorité et consommation XL/ XL/ n XL/ n XL/ n XL/ n XL/ n XL/ n n Système de protection électrique du réseau Amont et Aval par disjoncteurs électroniques Système de gestion des besoins (smart metering direct des charges + priorités définies) et de gestion des sources (smart grid à l aide du répartiteur actif) 10

11 SMART ENERGY Vision Agile Concept Macro de la solution CAPTAIN sous-disjoncteur charge type SSPC Réseau multifilaire Sortie disjoncteur Source Charge S sous-disjoncteur réseau type SSPC Fail-safe Technologie SSPC peu onéreuse Réduction de la quantité de conducteur de 55% minimum Utilisation du réseau multifilaire électrique pour les communications Consommation de chaque organe connecté connue sans capteur complémentaire => Stratégie de délestage possible en fonction de la quantité d énergie disponible et les priorités d alimentation des charges définies 11

12 SMART ENERGY Vision Agile Points clés Les sources, les stockeurs et les clients doivent pouvoir dialoguer pour augmenter la disponibilité de l énergie Utilisation d un réseau CAPTAIN électrique/communication pour échanger entre communautés voisines, Eviter les interactions dangereuses entre les différents réseaux, Profiter des moments de faible consommation sur le réseau pour stocker localement. 12

13 SMART ENERGY Vision Agile Points clés Répartiteur individuel Une consommation locale et prioritaire des énergies intermittentes pour limiter le stockage Consommer en priorité l énergie disponible localement, Éviter les pertes liées au transport, Éviter les centralisations trop Bottom Up, Accompagner l esprit citoyen avec une implication locale en tant que producteur. 13

14 SMART ENERGY Vision Agile Points clés Répartiteur local, gestionnaire de stocks Les stockeurs doivent être adaptés aux différentes énergies disponibles ou à délivrer Il y a un optimum Type d énergie / Type de stockage, Il faut pouvoir transférer l énergie entre les différents types de stockeurs en fonction des besoins. S2 S1 Surplus Énergies Intermittentes Heures creuses opérateurs G1,G2,G3,G4 S3 Clients Gestion du stock d énergie Répartiteur local CAPTAIN S4 14

15 SMART GRID Vision Agile Conclusions Optimisation de la consommation opportuniste Utiliser au mieux les énergies intermittentes à l aide de répartiteurs de sources ou «générateurs» Gestion des stocks d énergie Utiliser au mieux l énergie à stocker à l aide de répartiteurs de stockage. Réaliser les transferts de stocks adaptés entre stockeurs Optimisation de la consommation Connaître à tout moment le besoin des «charges» et le niveau d énergie locale disponible à l aide d un réseau intégré électrique/communications 15

16 Solution Agile CAPTAIN Pour application Smart Grid et Véhicules Architecture électrique compatible avec tous les modèles de conception d habitat traditionnel, et tout particulièrement adaptée pour : les concepts futurs d éco-construction de maison à base de modules 3D, les bâtiments dits spéciaux type hopitaux, centrales, bâtiments industriels en environnement sévère où la disponibilité et la sécurité électrique sont vitales Architecture électrique compatible avec tous les types de véhicules en environnement confiné des secteurs : aéronautique, ferroviaire, naval, et automobile multi sources d énergie

17 Solution Agile CAPTAIN Pour application Smart Grid et Véhicules GREENER SMARTER Architecture à masse optimale Réduction empreinte environnementale (matière et transformation) Réduction de la consommation dans le cas de «véhicule» Utilisation optimisée de toutes les sources d énergie locales disponibles Architecture générique flexible Flexibilité de la configuration Simplification de la gestion de configuration Maîtrise des pannes et planification de la maintenance FULL SAFE Architecture à tolérance de pannes Augmentation de la disponibilité de l installation COST SAVING Réduction des coûts développement et TTM Réduction des coûts matière s Réduction des coûts de maintenance Réduction des coûts d installation 17 17

18 recherche & développement SOLUTION AGILE CAPTAIN pour de plus amples informations Jean Jacques CARRILLO : Expert Architectures Electriques ( ) contact@captain-network.com / jean-jacques.carrillo@captain-network.com Francis BOURRIERES : Président NOVATEC ( ) novatec@novatec-eap.com / Stéphane MICHEL : CEO MIE.S ( ) smichel@mies31.com / / stephane.michel@captain-network.com