Catégorie : Photovoltaïque

Si l’autoconsommation se développe dans l’habitat, demeure la problématique de la consommation d’une électricité produite en journée, en l’absence de l’usager. Avec sa solution « Energy management by Wiser », Schneider Electric propose une réponse intelligente, interopérable et clé en main. Explication avec Sébastien Mathiou, Innovation Marketing Manager chez Schneider Electric.

L’autoconsommation est-elle devenue la règle pour les nouvelles installations solaires dans le résidentiel ?

Oui, et pour plusieurs raisons. Tout d’abord les tarifs de rachat de l’électricité ne sont plus aussi intéressants qu’avant. Le tarif d’achat de l’électricité photovoltaïque étant inférieur au prix de détail de l’électricité, il vaut mieux autoconsommer l’énergie produite localement plutôt que la revendre au réseau. L’utilisateur évite ainsi d’acheter de l’énergie à un fournisseur et consomme ses propres kWh (énergie verte produite localement). De plus, les primes mises en place pour soutenir le développement de l’autoconsommation sont un véritable moteur pour le marché.

Autre raison : les tarifs de rachat sont limités dans le temps et les prix de l’énergie sont voués à augmenter tous les ans. Avec une installation solaire d’une durée de vie de 25 ans, le propriétaire sécurise sa facture sur la période à un prix du kWh constant et se prémunit de cette augmentation des tarifs.

Par ailleurs, les consommateurs sont de plus en plus touchés par des tendances de société comme le consommer local, l’économie circulaire ou encore la consommation verte, et l’autoconsommation de l’énergie solaire est une réponse à cette demande.

Dans la pratique, les offres de raccordement au réseau pour la revente ne sont donc plus proposées par les installateurs solaires. Selon les chiffres du Consuel, près de 30 000 installations photovoltaïques ont été déclarées en 2018 pour de petites puissances. On estime qu’actuellement, 90 % des installations solaires installées dans le résidentiel sont en autoconsommation.

Comment optimiser le taux d’autoconsommation ?

En habitation résidentielle, la problématique est la suivante : l’énergie est consommée le matin et le soir, lorsque l’occupant est à domicile, tandis que les panneaux solaires produisent à leur maximum en milieu de journée. De fait, comment gérer ce surplus d’énergie ? Nous avons vu que la revente au réseau n’est plus une solution. Employer un dispositif de stockage avec des batteries n’est également pas envisageable dans la plupart des cas en raison du coût encore très élevé des technologies existantes.

Chez Schneider Electric, avec notre solution domotique « Energy management by Wiser », nous proposons de piloter les charges pour consommer l’énergie au moment où elle est produite, tout en préservant le confort de l’occupant. Nous nous sommes concentrés sur les charges les plus énergivores : le chauffe-eau, qui est un superbe moyen de stockage thermique et que l’on enclenche en journée (ou en heures creuses si le système identifie l’absence de soleil) ; la borne de recharge de véhicule électrique ; ou encore les équipements de la piscine telles que les pompes de filtration et les pompes à chaleur (PAC).

La consommation en électricité de ces charges électriques n’est pas négligeable : la facture pour un chauffe-eau électrique peut aller jusqu’à 600 euros par an ; un véhicule électrique, c’est 500 euros ; et 350 euros pour une pompe de filtration. En se focalisant sur ces dépenses-là, la solution Wiser permet de monter à un taux d’autoconsommation de l’ordre de 80 %, contre 30 % sans pilotage.

L’utilisateur peut vérifier le bon fonctionnement du dispositif via l’application Wiser fournissant des données en euros et en kWh sur ce qu’il a acheté au réseau, ce qu’il a revendu et ce qu’il a autoconsommé.

Comment s’installe la solution ?

Le système « Energy management by Wiser » est embarqué dans le tableau électrique. En ce qui concerne la pompe de filtration et le chauffe-eau, il est en mesure de piloter les équipements au travers de contacteurs, en coupant ou allumant l’alimentation aux moments cibles. Pour les bornes de recharge de véhicule électrique, les chauffe-eaux thermodynamiques et les PAC, la charge n’est pas coupée mais un ordre de pilotage est envoyé aux équipements.

Schneider Electric propose la solution « Energy management by Wiser » en kit ou en tableau préconfiguré en usine. Pour le second cas le système a été pensé en mode “plug and play” pour faciliter le parcours client et le parcours installateur. Ce dernier devra simplement fixer le tableau au mur, le mettre sous tension et connecter chaque équipement dans leur borne dédiée. Dernière étape : télécharger l’application. Le système est opérationnel en 30 minutes.

Le pilotage de l’énergie et les solutions logicielles sont des composantes indispensables à la mise en œuvre du réseau électrique de demain, fortement complexifié par la production discontinue des équipements photovoltaïques et éoliens. Entretien avec Sébastien Meunier, directeur du développement d’ABB France, en charge des relations institutionnelles et des territoires.

Quels sont les enjeux du pilotage ?

Le pilotage et la gestion dynamique de l’électricité sont au cœur de la transition écologique et numérique. Ils sont d’autant plus indispensables dans le cadre d’un mix énergétique au niveau mondial qui sera composé à moitié de sources d’énergies intermittentes d’ici 2050. Le secteur du bâtiment est particulièrement concerné, puisqu’il consomme à lui seul 43 % de l’énergie en France, et plus encore le parc tertiaire, qui représente quasiment un milliard de m2 dans lesquels les nouveaux usages de l’électricité sont en fort développement avec la mobilité électrique.

Ces enjeux sont d’ores et déjà embarqués dans le véhicule législatif et réglementaire français. La directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments, a ainsi consacré tout un volet à la capacité des bâtiments à prendre en compte la gestion active de l’énergie. Un projet de décret est en cours de rédaction pour les bâtiments en France. De même, l’Europe travaille sur un indicateur de l’intelligence du bâtiment : le SRI, pour “smart readiness indicator”. Une partie importante de cet indicateur sera consacrée à la capacité de flexibilité du bâtiment.

Quels bénéfices attendre de cette flexibilité ?

La flexibilité peut se résumer comme la maîtrise de la courbe de charge et de sa prévision. On peut attendre six bénéfices différents.

• Le premier est purement financier : en optimisant l’autoconsommation, le producteur pourra bénéficier de tarifs plus faibles lorsque le marché se développera, comme c’est déjà le cas avec le tarif bleu ;
• Développer des capacités de flexibilité permet aussi d’optimiser le dimensionnement des infrastructures, afin d’éviter de surdimensionner, voire même de sous-dimensionner avec un stockage local d’énergie ;
• Toujours dans un but financier, le gestionnaire du bâtiment peut faire appel à un opérateur de flexibilité – un agrégateur – chargé de revendre les capacités d’effacement au marché ;
• La flexibilité permet également une meilleure insertion des nouveaux usages de l’électricité sur le réseau, comme l’énergie solaire. L’idée est de maximiser l’autoconsommation ou le contrôle de l’injection d’électricité dans le réseau qui peut être une source de perturbation pour le réseau Enedis ;
• Le cinquième bénéfice est la capacité à bénéficier en toute circonstance d’une énergie propre au niveau des harmoniques et du réactif. Sans cela, le réseau serait soumis à des problèmes de surconsommation et d’instabilité ;
• Pour finir, le bâtiment devient un nœud actif du réseau. Il participe à l’équilibre de l’ensemble du système, tout en faisant partie de ce système. Ce dialogue entre le réseau et le site connecté va participer à la réalisation de la fréquence et du voltage.

Quels résultats concrets peut-on obtenir ?

Nous avons réalisé un site pilote mixte (tertiaire et industrie) à Lüdenscheid, en Allemagne, sur lequel on travaille sur un objectif de zéro émission de CO2. Nous avons 1,3 MW de production solaire, avec un taux d’autoconsommation qui atteint 86 %, les 14 % restant étant réinjectés dans le réseau. Le site produit 1,1 GW par an, soit la moitié de ses besoins. En mesure de CO2, nous observons déjà une réduction de 629 tonnes par an.

Pour arriver à ce résultat, nous avons mis en interaction 5 sous-systèmes : la production d’énergie solaire, la recharge de véhicules électriques, le stockage d’énergie, la gestion technique du bâtiment, ainsi qu’une partie purement logicielle qui permet de gérer le site avec l’ensemble des sous-systèmes raccordés. Surtout, cette composante logicielle va permettre d’activer les fonctionnalités de flexibilité, comme de se connecter à des plateformes d’agrégation, de recevoir des instructions pour libérer des charges sur le réseau (effacement), ou au contraire pour appeler de la consommation et stocker cette énergie.

Quelles sont vos recommandations pour développer ces projets de flexibilité ?

ABB accompagne la montée en compétence de la filière électrique et des entreprises, aussi bien sur la formation à ces technologies que sur la mise à niveau des référentiels de qualification. Prendre en compte les réseaux informatiques et les logiciels est une réelle opportunité pour tous les électriciens qui souhaitent évoluer vers l’intégration des sous-systèmes nécessaires à la flexibilité énergétique.

Nous avons également besoin que les conditions de marchés soient plus favorables au développement à grande échelle d’offres de flexibilité et les avancées de l’EU sur ce point sont très prometteuses au travers de la directive EPBD et de l’indicateur SRI. C’est ainsi que nous pourrons réellement réduire nos émissions de Co² et « consommer mieux ».

Pour accompagner les entreprises du département des alpes maritimes, la CCI NICE COTE d’Azur a lancé au deuxième trimestre 2018 le Groupement Efficacité énergétique et Énergies renouvelables. Une initiative impulsée et soutenue par la FFIE. Explications avec Patrick Moulard, délégué régional de la FFIE pour la région Sud.

Comment est né ce nouveau groupement ?

En 2011, la CCI Nice-Côte d’Azur (CCINCA) avait lancé un premier groupement sur le photovoltaïque. Laissé en sommeil à la suite du moratoire le projet est ressorti des cartons avec la volonté de développer l’autoconsommation. Dès lors, pourquoi ne pas raisonner plus large et inclure dans un nouveau groupement les acteurs économiques du secteur de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables ? C’est cette proposition – appuyée par la FFIE – qui a été retenue pour former en juin 2018 le Groupement Efficacité énergétique et Énergies renouvelables. On y retrouve ainsi des électriciens ,des entreprises du génie électrique, mais aussi des bureaux d’études spécialisés, des fabricants de solutions EnR ou de pilotage, et des distributeurs .Une ouverture auprès des financeurs est prévu en 2019. Un an après son lancement, le groupement compte plus d’une soixantaine d’entreprises membres.

Comment fonctionne-t-il ?

Le but est de proposer aux acteurs économiques du territoire (hôtels, centres commerciaux, bureaux, industries…) un accompagnement neutre sur les opportunités d’économies d’énergie de leurs bâtiments, via par exemple du pilotage énergétique, du relamping, des énergies renouvelables ou encore de la production de chaleur et de froid.

Concrètement, la CCINCA identifie des projets et les communique aux membres du groupement en fonction des services que ces derniers proposent. La typologie des travaux envisageables est déterminée suite à un pré-diagnostic, peu détaillé pour ne pas entraver le travail de l’installateur et du bureau d’étude. La CCINCA a pour cela mis en place un site internet, le Portail de l’Énergie pour l’entreprise (portail-energie.fr), sur lequel le maître d’ouvrage répond en cinq minutes à une série de questions visant à situer son niveau de maîtrise énergétique. Aucune donnée de consommation énergétique précise n’est requise. À la fin de cet autodiagnostic, un niveau de 1 à 4 est attribué en fonction des pratiques renseignées. Les membres du groupement prennent alors le relais en apportant des solutions de travaux et un accompagnement – notamment financier – pour aboutir au passage à l’acte.

La FFIE travaille également avec Enedis sur le sujet du raccordement et des colonnes montantes.

En effet, nous avons rassemblé les maîtres d’ouvrages privés, les bureaux d’études concepteurs et les entreprises d’électricité pour initier une réflexion sur l’amélioration des procédures de raccordement dans la construction collective neuve. Cette réunion de travail a permis de remonter des incohérences et d’identifier des pistes d’amélioration sur le parcours de raccordement à partir de la conception des bâtiments. En vrai partenaire de la filière, ENEDIS tient à apporter des améliorations concrètes dans la qualité de sa relation avec les acteurs de l’acte de construire et réduire les délais sur les chantiers.

« Énergiser le bâtiment », c’est la vocation de Promotelec depuis sa création, en 1962. La doyenne des associations sur la problématique de l’électricité demeure en pointe des préoccupations les plus actuelles autour des nouvelles technologies et des grandes tendances de l’énergie et du bâtiment. Tour d’horizon avec Dominique Cottineau, directeur en charge des Territoires chez Promotelec.

Pouvez-vous nous présenter Promotelec et son champ d’action ?

Promotelec est une association qui a été créée en 1962 autour des problématiques de sécurité des installations électriques. La période de l’après-guerre, avec la démocratisation des équipements électriques, a vu croître les puissances nécessaires pour répondre aux besoins croissants des équipements disponibles au sein de chaque foyer. Mais aussi une plus grande sinistralité électrique. Promotelec est donc née de la nécessité de promouvoir les bonnes pratiques liées aux installations électriques auprès des particuliers et des professionnels. Promotelec a ensuite travaillé sur des règles de qualité et d’isolation de l’habitat, ce qui a abouti, en 1971 à une première approche de ce que l’on nommerait aujourd’hui la « performance énergétique » dans le neuf.

Promotelec œuvre désormais autour des trois enjeux fondamentaux : la sécurité et la qualité des installations électriques (notamment sur le parc existant) ; le parcours résidentiel de vie, en intégrant le sujet du maintien de l’autonomie, etc ; la performance énergétique et environnementale des constructions neuves et des bâtiments rénovés. Dans ces domaines, notre rôle consiste à valoriser ces enjeux auprès des filières et du grand public. Nous avons également un rôle de certificateur, au travers de Promotelec Services, avec nos propres labels, permettant de certifier des niveaux comme HPE et BBC en rénovation. Nous travaillons pour ce faire en concertation avec nos 25 membres, acteurs de l’électricité (fournisseurs, fabricants, distributeurs, installateurs), du logement, des institutionnels et des représentants des usagers.

Aujourd’hui, Promotelec traite du sujet « bas carbone », et cette approche influe sur notre vision des nouvelles problématiques actuelles, notamment autour de la production locale d’énergie, dans le contexte d’un bâtiment responsable.

Comment envisager la production solaire photovoltaïque ? Faut-il penser « autoconsommation » ou se tourner vers la revente ?

Dans le contexte réglementaire actuel et celui à venir prévisible (notamment en ce qui concerne la future réglementation environnementale à horizon 2020), il est indispensable de rentrer dans des logiques de production d’énergie renouvelable et de production locale dans les Bâtiments dits « à Energie Positive », c’est-à-dire des bâtiments considérés comme produisant plus d’énergie qu’ils n’en consomment, sur des critères à définir. Dans un cadre urbain, il est également nécessaire de penser le bâtiment, dans ses composantes de consommation et de production, sur une échelle plus vaste, comme par exemple le quartier.

Si l’autoconsommation ne pose pas de problèmes particuliers pour les maisons individuelles, la question demeure plus délicate pour la considérer à l’échelle du logement au sein des bâtiments collectifs, pour lesquels la répartition de l’énergie produite doit faire l’objet de règles. Cette question n’est pas encore parfaitement résolue, mais les choses avancent.

Promotelec, du fait de sa philosophie originelle de « justes exigences », est très favorable à l’autoconsommation, dans la mesure où elle seule permet une approche « frugale » qui va amener à dimensionner au plus juste les installations, en fonction des besoins (qui vont nécessairement se réduire du fait des exigences croissantes des normes), et non des exigences de rentabilité des installations (qui sont subjectives et viseront un horizon temporel le plus proche possible de l’investissement initial). Dans cette logique, l’autoconsommation permet une approche du « ni trop, ni trop peu de travaux », en phase avec la recherche d’un optimum entre consommation et production.

De la même manière, l’autoconsommation va pousser les occupants à rechercher des solutions de stockage « induit » de l’énergie produite, comme par exemple au travers des ballons d’eau chaude thermodynamique.

Comment envisagez-vous le développement des bornes de recharge pour véhicules électriques ?

Les IRVE constituent un marché d’avenir et une évolution nécessaire en tant que prolongement du logement bas carbone. La problématique de la mobilité rejoint celle des occupants des logements, car ce sont eux qui se déplacent : un habitant est une personne mobile et le véhicule électrique permet de penser la personne dans une globalité plus vaste, dans ses différentes « fonctions », comme l’occupation d’un logement ou les déplacements.

Les véhicules électriques sont un sujet qui est arrivé très rapidement dans le débat. De ce fait, les filières ont encore, semble-t-il, peu de visibilité sur ses potentiels, ce qui réduit son périmètre, en termes d’énergie, à une problématique de dimensionnement. Autrement dit, comment penser le réseau électrique public et privé dans une vision à long terme où chacun est équipé d’un véhicule à propulsion électrique ? Nous ne sommes même pas certains des solutions technologiques qui seront démocratisées demain : tout électrique ? hybride ? Dans l’un ou l’autre cas, les contraintes qui pèseront sur les réseaux et sur les comportements individuels ne seront nécessairement pas les mêmes. Aujourd’hui, une voiture peut être utilisée à volonté. Quand il faudra la mettre en charge, ce ne sera plus forcément le cas et cela nécessitera des adaptations profondes de notre rapport à la mobilité. D’un autre côté, le choix d’un véhicule hybride rechargeable permettra de l’utiliser comme un moyen de stockage induit de l’électricité solaire surproduite. Les scénarios sont donc multiples et restent à écrire.

Dans ce cadre, nos préconisations sont assez simples : Penser « pré-équipement IRVE » en cas de rénovation ou en construction neuve ; suivre les évolutions du secteur au plus près ; être vigilant sur la sécurité des installations IRVE.

Pilotage et optimisation de l’énergie : comment consommer mieux, moins et plus intelligemment ?

Avec les constructions neuves conformes à la Réglementation Thermique 2012 ou rénovées en BBC, on a à faire à des bâtiments performants sur le plan énergétique. Leur isolation, les matériaux utilisés et les éléments de chauffage sont désormais très performants. Il devient donc difficile de travailler sur le bâtiment en lui-même si l’on souhaite encore améliorer ces performances : le pilotage devient le moyen le plus approprié pour obtenir une plus grande finesse dans l’utilisation des équipements. C’est ici que la domotique et les éléments du logement connecté trouvent toute leur utilité, et que l’on va commencer à pouvoir parler d’optimisation énergétique au sens propre du terme.

Le pilotage du logement permet en effet de gérer énormément de paramètres, et de « corriger » ce qui pourrait apparaître comme des contradictions. Par exemple, la réglementation impose des surfaces vitrées importantes pour garantir des apports de chaleur solaire en hiver. Mais, en été, ces vitrages deviennent des facteurs de surchauffe. Le pilotage permet d’automatiser la gestion des occultants et des ouvrants, et ainsi corriger ces « effets de bord » de manière automatique, sans intervention humaine. Le bâtiment devient en quelque sorte capable de corriger lui-même ses propres défauts.

Si la domotique nécessite un temps d’adaptation pour les occupants, les industriels ont consacré une part importante de leurs efforts à faciliter l’appropriation de la domotique

La prochaine « vague » de l’optimisation sera sans aucun doute l’intégration de la production locale d’énergie, qui permettra d’utiliser la bonne énergie (celle disponible) au bon moment. Il faut donc penser le bâtiment dans son environnement. L’échelle du quartier nous semble, à ce titre, constituer la granularité la plus adéquate.