RETOUR D EXPÉRIENCE. Autoconsommation Bordeaux Boris Berseneff 21 MARS La problématique PV + stockage

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Eveline Brisson
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L AUTOCONSOMMATION DANS LE BÂTIMENT SOLAIRE RETOUR D EXPÉRIENCE Autoconsommation Bordeaux Boris Berseneff 21 MARS 2013 SOMMAIRE Présentation du CEA CEA, LITEN,

1 L AUTOCONSOMMATION DANS LE BÂTIMENT SOLAIRE RETOUR D EXPÉRIENCE Autoconsommation Bordeaux Boris Berseneff 21 MARS 2013 SOMMAIRE Présentation du CEA CEA, LITEN, INES La problématique PV + stockage Aspects techniques Autoconsommation : généralités Retour d expérience : présentation, résultats Aspects économiques Page 2 1

CEA CEA, LITEN, INES La problématique PV + stockage Aspects techniques

mmm aaaa LE CEA R & D for Nuclear Energy Fundamental

2 L Autoconsommation dans le bâtiment solaire Boris Berseneff PRÉSENTATION DU CEA Référence Présentation jj mmm aaaa LE CEA R & D for Nuclear Energy Fundamental Research Defense Programs Technological Research for Industry Page 4 2

3 L INES ET LE CEA = Commissariat à l Energie Atomique et aux Energies Alternatives Centre National de la Recherche Scientifique Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Université de Savoie Page 5 L Autoconsommation dans le bâtiment solaire Boris Berseneff PROBLÉMATIQUE PV + STOCKAGE Référence Présentation jj mmm aaaa 3

Technique du Bâtiment Université de Savoie Page 5 L Autoconsommation dans le

4 PROBLÉMATIQUE PV + STOCKAGE Pour le client final Produire son électricité Être indépendant du tarif de l électricité, voire rentabiliser son installation Nécessiter de mettre en «phase» production PV et consommation Solution : développement de solution d autoconsommation Pour les opérateurs de réseau électrique (EDF, ERDF ) Accueillir au mieux le PV Respect des contraintes d exploitation (U/I, P/f) Besoin de services systèmes et de certitudes dans la variabilité du PV Solution : Gestion optimisée du PV, participation aux services systèmes Pour les collectivités territoriales Favoriser l indépendance énergétique Privilégier le développement des énergies renouvelables Améliorer la qualité de vie des population Développer les compétences voire les emplois locaux Besoin de solutions concrètes et efficaces et à grande échelle Solution : aide à la mise en place de projets d autoconsommation Page 7 L Autoconsommation dans le bâtiment solaire Boris Berseneff ASPECTS TECHNIQUES Référence Présentation jj mmm aaaa 4

P/f) Besoin de services systèmes et de certitudes dans la variabilité du PV Solution : Gestion optimisée du PV, participation aux services systèmes Pour les collectivités territoriales Favoriser l

5 AUTOCONSOMMATION : PRINCIPE architecture DC ou AC Page 9 AUTOCONSOMMATION : APERÇU SYSTÈME SOL-ION Energy Management System / HMI Convertisseur Battery 5 kw Inverter Batterie Li-Ion (4-6 modules de 2,2 kwh chaque) Sol-Ion Page 10 5

Management System / HMI Convertisseur Battery 5 kw

6 AUTOCONSOMMATION : EXEMPLE SUR UNE JOURNÉE Matin Soir Page 11 LE SYSTÈME SOL-ION : DONNÉES DE SIMULATION Histogramme des consommations résidentielles annuelles Petit résidentiel Gros résidentiel = petit tertiaire Page 12 6

Histogramme des consommations résidentielles annuelles

7 LE SYSTÈME SOL-ION : RÉSULTATS DE SIMULATION Autoconsommation de l énergie PV produite Seuil de l AO Page 13 LE SYSTÈME SOL-ION : RÉSULTATS DE SIMULATION Diminution de l abonnement et effacement de pointe ni PV ni autoconso avec autoconso COR5kWc6modHouse2 Page 14 7

RÉSULTATS DE SIMULATION Diminution de l abonnement et effacement

8 LE SYSTÈME SOL-ION : REX TERRAIN Retour d expérience en cours sur une installation réelle Théorie Pratique Page 15 BÂTIMENTS TERTIAIRES : LE CAS IDÉAL? Adéquation des courbes production et consommation Puissance Consommation Production Solaire Matin Soir Temps Page 16 8

9 L Autoconsommation dans le bâtiment solaire Boris Berseneff ASPECTS ECONOMIQUES Référence Présentation jj mmm aaaa ASPECTS ÉCONOMIQUES : QUELQUES ANALYSES Sans revente réseau Avec des prix PV très bas (sans marge distributeur) Avec/Sans crédit d impôt de 16% sur le PV A comparer avec l électricité réseau (abonnement inclus): 0,13 /kwh Résultats indépendants de la taille du PV, en considérant une maison avec abonnement réseau et puissance PV similaire (3kVA-3kWc, 6kVA-6kWc, ) 85% production PV consommée grâce au stockage VS 30% s il n y a pas de stockage Coût de revient unitaire d 1 kwh du système Sans crédit d impôt PV avec stockage PV sans stockage 1/4 Nord-Est 0,156 0,194 1/4 centre N 0,134 0,167 1/4 centre S 0,122 0,152 1/4 Sud-Est 0,108 0,135 Avec crédit d impôt PV avec stockage PV sans stockage 1/4 Nord-Est 0,146 0,168 1/4 centre N 0,125 0,144 1/4 centre S 0,115 0,131 1/4 Sud-Est 0,101 0,116 Page 18 9

une maison avec abonnement réseau et puissance PV similaire (3kVA-3kWc, 6kVA-6kWc, ) 85% production PV consommée grâce au stockage VS 30% s il n y a pas de stockage Coût de revient unitaire d 1 kwh

10 L Autoconsommation dans le bâtiment solaire Boris Berseneff CONCLUSIONS Référence Présentation jj mmm aaaa CONCLUSIONS GÉNÉRALES Des technologies disponibles Un fort potentiel technique dans les bâtiments tertiaire Une offre industrielle en développement (+ 25 produits identifiés) Des scénarii économiques possibles Il existe des scenarii viables (sous certaines conditions tarifaires) Rentabilité plus large à considérer (collectivités territoriales) Page 20 10

offre industrielle en développement (+ 25 produits identifiés) Des scénarii économiques possibles Il existe des

11 MERCI DE VOTRE ATTENTION CONTACT : SERGE RIMLINGER CEA-TECH AQUITAINE SERGE.RIMLINGER@CEA.FR Commissariat à l énergie atomique et aux énergies alternatives Direction de la Recherche Technologique Laboratoire d innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux Département des Technologies Solaires Laboratoire du Stockage de l Electricité Etablissement public à caractère industriel et commercial RCS Paris B LE SYSTÈME SOL-ION : RÉSULTATS DE SIMULATION Données et hypothèses de simulation Données PV Corse, Kassel et Guadeloupe : 1min sur 1an Charges (résidences) 88 profils 10 min sur 1 an Page 22 11

énergies nouvelles et les nanomatériaux Département des Technologies Solaires Laboratoire du Stockage de l Electricité Etablissement public à caractère industriel

12 LE SYSTÈME SOL-ION : RÉSULTATS DE SIMULATION Influence de la stratégie de gestion Sans seuil de conso mini pour démarrage de la batterie Avec seuil de conso mini pour démarrage de la batterie Page 23 ASPECTS TECHNIQUES: CONCLUSIONS Système disponible «sur étagère» En version DC/AC (voir benchmark) En version DC/DC (développements en cours) Peu encombrant (en version Li) et aisé à installé Le taux d autoconsommation dépend essentiellement et par ordre d importance Du ratio Energie produite/energie consommée De la courbe de charge du consommateur (variation de 10 à 15 points) Gestion de la demande De la capacité batterie (si celle-ci fait au moins 4 modules soit 6-7kWh utile) Systèmes d autoconsommations technologiquement matures Déploiement :?? dépend des coûts et du modèle économique Page 24 12

d autoconsommation dépend essentiellement et par ordre d importance Du ratio Energie produite/energie consommée De la courbe de charge du consommateur (variation de 10 à 15 points) Gestion de la

13 ASPECTS ÉCONOMIQUES : LA FRANCE EN 2011 Hypothèses d étude Tarif de vente de l électricité (+5% par an) : Tarif de rachat de l électricité photovoltaïque : Subvention pour l autoconsommation : 0.13 /kwh 0.40 /kwh /kwh Taux d intérêts d emprunt : 3 % Taux d inflation : 2 % Durée de vie de l installation : 20 ans Durée de vie des onduleurs : 11 ans Coût d investissement des batteries : 600 /kwh Coût d investissement des onduleurs batteries : 250 /kw Coût d investissement des panneaux PV : 3000 /kw Coût d investissement des onduleurs PV : 1000 /kw Coût d entretien annuel : 1 % de la somme totale PV : 3 kwc soit 10.5 k onduleur compris 4 modules de batterie : 8.8 kwh soit 7.5 k pour le système Sol-Ion Soit une installation à 18 k Page 25 ASPECTS ÉCONOMIQUES : AUTRES ANALYSES Changement climatique, pollutions et emplois Changement climatique Production électrique 10 fois plus polluante dans les DOM!!! Avec 50 /TCO2, l impact d un MWh électrique DOM est de 35 à 40 /MWh Pollution atmosphérique et impact sur la santé La CRE a fait référence à l impact d un MWh fioul de base dans une de ses délibérations l impact sur la qualité de l air d un MWh fioul est de 36 Emplois Installation fioul: 112 emplois pour 260MW fioul et 121MW hydraulique 0,35 emploi par MW fioul et moitié pour l hydraulique Photovoltaïque: emplois pour 1900 MW installés en 2010 en France 1 emploi par MW sur la durée de vie 3 fois plus d emplois dans le solaire que dans le fossile! Page 26 13

1238 /kwh Taux d intérêts d emprunt : 3 % Taux d inflation : 2 % Durée de vie de l installation : 20 ans Durée de vie des onduleurs : 11 ans Coût d investissement des batteries : 600 /kwh Coût d

14 ASPECTS ÉCONOMIQUES : AUTRES ANALYSES Stabilité des réseaux iliens du PV mais avec stockage Impacts (positifs et négatifs) du PV Elévation du niveau de tension et bosses Variations rapides de puissance Harmoniques de courant Injection de courant continu Contribution aux courants de court-circuit Réduction des investissements des infrastructures réseau au niveau local Règle des 30% (arrêté du 23 avril 2008 ) Article 22: toute installation «fatale» de Pmax>=3kVA peut être déconnectée par le gestionnaire si la somme des puissances actives de ces installations > 30% de la puissance active transitant sur le réseau Article 22bis: sont exclues du champs de déconnexion les installations «fatales» de Pmax>100kVA avec stockage tel qu elles disposent d un réserve primaire de +/-10% de Pmax Page 27 14

du 23 avril 2008 ) Article 22: toute installation «fatale» de Pmax>=3kVA peut être déconnectée par le gestionnaire si la somme des puissances actives de ces installations > 30% de la puissance active

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