FLEXIPAC: Philippe ANDRE, ULg-BEMS Pour le consortium Flexipac

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1 FLEXIPAC: Optimisation d une production locale de sources d énergies renouvelables intermittentes par la flexibilisation des usages des pompes à chaleur résidentielles et tertiaires Philippe ANDRE, ULg-BEMS Pour le consortium Flexipac Séminaire Gredor - Flexipac 29/04/2015

2 Contexte Besoin croissant d intégration des productions électriques décentralisées basées sur des sources intermittentes Besoin de développement et renforcement des réseaux + équilibrage des charges au niveau global sur le réseau et sur le marché d échange Utilisation croissante de pompes à chaleur en substitution aux producteurs utilisant des combustibles fossiles changement de vecteur énergétique

3 Démarche de Flexipac Analyser le potentiel environnemental les possibilités d optimisation technico-économiques d'un réseau électrique intelligent Développer des technologies de modélisation et de contrôle d injection d une production locale croissante de sources d énergies renouvelables intermittentes, couplée à une gestion active et flexible de la demande d électricité Optimisation technico-économique (+ environnementale + sociologique) du réseau électrique, en particulier au point de rencontre de la fourniture et de la consommation en prenant en compte: L intermittence des sources renouvelables de production La capacité de déplacement de charges au niveau de la consommation finale: Par du stockage de chaleur connecté à des pompes à chaleur Par une utilisation différée dans le temps de charges déplaçables

4 Objectif final de Flexipac Investiguer et fournir les capacités techniques d améliorer la flexibilité de la demande du côté des utilisateurs de réseau basse et moyenne tension en vue d une gestion intelligente des réseaux de transmission et de distribution soumis à une injection croissante de productions intermittentes La flexibilisation des systèmes de conversion d énergie électrique en chaleur (via des pompes à chaleur) en fonction des besoins d équilibrage du réseau constitue l objectif principal du projet.

5 3 axes de travail Analyser la flexibilité locale Optimiser le réseau local Rechercher l aggrégation globale

6 Analyser la flexibilité locale Déplacement de charges par stockage d énergie thermique via des pompes à chaleur, combinées ou non avec des systèmes PV Via d autres moyens de stockage (électriques) La recherche doit déboucher sur le développement De nouveaux profils de charges, plus proches des courbes de production d un «mix» énergétique intégrant une part croissante de sources renouvelables intermittentes. D un outil de pilotage des charges déplaçables connectés au réseau local et aux utilisateurs finaux

7 Optimiser le réseau local Un modèle de prévision «meso» existe et suffit pour prévoir les productions renouvelables à l échelle régionale Innovation: ajouter l expertise permettant de générer des prévisions locales (nécessaires pour piloter la PAC) A développer: «système expert» permettant d améliorer la prédiction locale

8 Rechercher l agrégation globale Côté marché Développer des scenario de prix dans une optique de «smart» grids: profils plus dynamiques Côté réseau Utiliser l information disponible! Scénario d intégration croissante des productions Renouvelables

9 Structure du projet

10 Partenaires et parrain du projet

11 Découpage du projet WP1: Caractérisation et prévision des ressources climatiques et du productible solaires et éoliens aux échelles locale et régionale (ULg/LCT) WP2: Caractérisation et prévision de la demande énergétique des bâtiments (CECOTEPE) WP3: Spécifications des fonctions de coût des charges déplaçables sur le réseau (3 E ) WP4: Contraintes et préférences pour une flexibilisation des usages et du déplacement des charges (IGEAT) WP5: Optimisation des profils de production et consommations d électricité (Lampiris) WP6: Elaboration de l outil de pilotage de la demande (locale) d électricité (ULg/BEMS) WP7: Valorisation économique de la flexibilisation des usages finaux et recommandations aux décideurs politiques (3 E )

12 Deliverables du projet Un modèle de prévision météorologique (MAR) compatible avec les exigences de l application (prévision à court terme sur une base quart-horaire) a été adapté aux besoins du projet et permet d alimenter l outil de pilotage avec les données nécessaires Des profils de demande de chaleur et d électricité d un bâtimenttype en Région Wallonne ont été générés au moyen d un outil de simulation dynamique Un état de l art des pompes à chaleur pour le chauffage des bâtiments et la production d eau chaude sanitaire a été réalisé ; cet état de l art prolonge la réflexion à l horizon Un ensemble de cas d étude, complémentaires, a été sélectionné pour servir de support au test des différentes composantes de l outil de pilotage

13 Prévisions météorologiques

14 Profils de demande de chaleur et d électricité d un bâtiment-type

15 Etat de l art des pompes à chaleur

16 Deliverables du projet Un modèle de coût permettant d évaluer les stratégies de pilotage et de les optimiser a été développé, basé sur 3 composantes : une fonction-coût, un modèle dynamique du système à optimiser, des contraintes à respecter Une enquête ethnographique des utilisateurs d une PAC en Wallonie a été réalisée ; cette enquête a considéré différents critères Des focus groups ont été mis en place Des profils de consommation électrique ont été mesurés dans une centaine de maisons-témoins équipées de pompes à chaleur, en même temps que les conditions de confort enregistrées dans ces mêmes maisons

17 Modèle de coût/optimisation

18 Enquête ethnographique/focus groups

19 Profils de consommation électrique

20 Deliverables du projet Des profils de prix ont été élaborés afin de supporter une démarche d optimisation : 4 modèles ont été proposés, destinés à inciter à privilégier le fonctionnement des pompes à chaleur. Les spécifications de l outil de pilotage ont été définies Une infrastructure de test destinée à évaluer la première version de l outil de pilotage a été préparée, basée sur un bâtimentlaboratoire existant. Un émulateur d occupation y a été installé et permettra aux tests de se réaliser dans un environnement réaliste mais néanmoins contrôlable et reproductible. Différentes versions de l outil de pilotage pourront dès lors être comparées de manière rigoureuse. Les premiers tests de stratégies de contrôle optimal ont été réalisés

21 Outil de pilotage et infrastructure de test

22 Premiers résultats expérimentaux

23 Merci de votre attention