Autoconsommation : le dimensionnement, pilier du projet

Au carrefour du solaire et du numériqueParis, 06 - 12 - 2017

22

Disponible sur :www.ademe.fr/mediatheque

Logements/commerces

Onduleur

Générateur

solaire 1

Soutirages

Réseau

RPD BT

L’autoconsommation collective (AcC)

A traiter : dimensionnement

LPTECV : art. 119Ordon. 2016-1019

Loi 2017-227

kWhkWh kWh kWh

kWhkWh

Poste

HTA/BT

kWh

Onduleur

Générateur

solaire 2

kWh

Le profil de consommation

Type : tertiairePS: 600 kVAConsommation : 1 320 MWh/an

Le profil de production

Type : générateur en toiturePc: 160 kWcProduction : 180 MWh/an

T. Pro - PS: 36 kVA Consommation : 35,4 MWh/an(env. 100 kWh/jour)

Coût total TTC : 163,5 €/MWh (5 788 €/an)fixe : 779 € TTC /anvariable : 141 € TTC/MWh 118 € HTVA/MWh soit 72% du total TTC

Structures tarifaires : P, HPE, HPH, HCE, HCH, …Ecart : x 3 entre HCE et P (ancien tarif Jaune)

Et les tarifs complexesde l’énergie réseau

source: Tecsol/EDF

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20

40

60

80

100

120

140

160

fixe variable

€/MWh TVA 5,5 abonnement

TVA 5,5 sur CTA

TVA 5,5 acheminement

reste abonnement

CTA

acheminement abonn.

TVA 19,6 sur TCFE

TVA 19,6 sur CSPE

TVA 19,6 acheminement énergie

TCFE

TVA 19,6 énergie

CSPE

acheminement énergie

énergie

PS: 36 kVA

Un exemple :

Des courbes qui se croisent

source: PVXchange 2017

source: CRE

Evolution des tarifs règlementés de l’électricité pour les particuliers

Evolution du prix de vente des modules photovoltaïques

Il faut donc une méthode rigoureuse pour définir le

générateur optimal : étude de faisabilité

▪ distribution horaire des puissances et énergies appelées▪ compatibilités entre consommateurs, foisonnements▪ évaluation des réductions (MDE) et évolutions à court et moyen terme▪ établissement du profil de référence des consommations▪ affectation du tarif correspondant à chaque pas de temps

▪ implantations possibles du générateur photovoltaïque▪ choix et contrôle des données d’éclairement du site▪ règlementation (zonages naturels, POS ou PLU, PPR, ICPE, …)▪ calculs des productibles horaires, évaluation des incertitudes, P 50 ou P 90

▪ confrontation des profils, scénarios▪ critères d’optimisation :

TAc, TAp, LCOE, coût total annuel, …

Le résidentiel : un profil de charge peu favorable

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

kW

Production Consommation

Journée type pour un habitat- Pointe en soirée, nuit- Congés, fériés+ Pilotages possibles

1010

Le tertiaire : un profil de charge plus favorable

% de la consommation journalière

Journées types tertiaire - diurne (bureaux) - nocturne (hôtel, restaurant)

+ Centrage mi-journée (bureaux)- Fins de semaines, fériés- Pointe du soir (hôtel)

Journée type pour village, ZAC ou quartier

Un profil très favorable : le quartier

+ Cumuls+ Recentrage mi-journée+ Mutualisation+ Foisonnement

Combinaisons d’ores et déjà favorables

Conditions :▪ gisement solaire important▪ surfaces dégagées disponibles▪ utilisations continues et régulières ou pointe en été, ou forte mutualisation▪ bâtiments proches (même poste BT)▪ stabilité des besoins dans l’avenir▪ tarifs électriques élevés (BT)

Exemples :▪ bâtiments de stockage alimentaire (froid continu)▪ résidence EHPAD (climatisation par PAC réversible)▪ supermarché et galerie marchande▪ ensemble municipal groupe scolaire + piscine + salle de sports + …▪ ferme avec salle de traite robotisée▪ ….

Le cœur de l’étude de faisabilité : le profil de consommation

Bâtiment existant :

▪ Télérelève : mesures / 10 mn▪ Factures mensuelles : mesures 4 sem. + synthèse du profil

+ Evolutions prévues ou prévisibles, MDE

Bâtiment à construire :

▪ Synthèse complète à partir des :▪ puissances installées, équipements▪ planning des usages

+ Comparaison avec bâtiments similaires

Un exemple, la STEP de Lunel : télérelève en place

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20 000

40 000

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100

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400

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

2014

kW

h

kW

Puissance / Consommation

kWmax Conso kWh

PS: 355 kVATarif Vert – A5Consommation : 3 875 kWh/j

STEP de Lunel

Valeurs horaires sur 2 journées typiques

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50

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350

0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

02 03

04

2014

kWh

kW

Puissance / Consommation

kWmax Conso kWh

STEP de Lunel

Valeurs 10 mn, en HPE (03-04-2014)

0

10

20

30

40

50

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0

50

100

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300

350

0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40

06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

03

04

2014

kWh

kW

Puissance / Consommation

kWmax Conso kWh

Cahier des charges Ademe pour les études de faisabilité

1. Plusieurs scénarios de consommation, avec et sans efforts de MDE, prenant en compte des éventuelles évolutions futures du système

2. Plusieurs scénarios de production d'électricité, selon la taille du système et ses dispositifs accessoires (e.g. pilotage, écrêtage, stockage, etc.)

3. Calcul de rentabilité des configurations résultantes du croisement de ces scénarios (TRI).

▪ Augmentation du prix de l'électricitéHausse nominale : + 5%/an (2014-2020) et +1,2%/an (>2021) Hausse soutenue : à formuler et justifier Hausse modérée : à formuler et justifier

▪ Augmentation annuelle des frais d’exploitation et maintenance : +1,5%/an

Réaliser :

Hypothèses fournies :

1818

Une chronologie assez rigide

TECHNIQUE ECONOMIE JURIDIQUE

Quel type d’installation puis-je

techniquement installer ?

Investissement, recettes,

rentabilité ?

Solutions fiscales, juridiques et

réglementaires ?

Avant-projet BP prévisionnel Urbanisme,

environnement, cadre

juridique, cadre fiscal

Etude des

consommations

Etude du raccordement

éventuel,

Identifier l’acheteur

Conception

Travaux

Mise en service

Choix et montage de la

structure porteuse

Maîtrise foncière

DP ou PC

Assurances

Plan de

financement

Recherche des

fonds

Subventions

éventuelles

Règlements

Du

rée

to

tale

: 9

– 2

4 m

ois

Une démarche d’optimisation des ressources (1/2)

source: Tecsol

source: Tecsol

Une démarche d’optimisation des ressources (2/2)

2121

(Solarwatt)Des batteries ?

(Portland/General Electric)

2222

Oxis Energy (UK)

Des batteries ?

Li-S

Capacité : 2 x 3 kWh

Tension : 48 V

400 Wh/kg

Li-Ion

Capacité : 7 kWh

200 Wh/kg

2323 (Tesla)

Le coût des batteries doit encore baisser

2424

Un objectif pour le stockage : 150 €/kWh ?

Optimisation champ pv + stockage

source: Tecsol

25000

20000

15000

10000

0,13

0,135

0,14

0,145

0,15

0,155

0,16

0,165

0,17

0,175

0,18

0

10000

30000

50000

70000

Pu

issa

nce

in

stal

lati

on

(W

c)

Co

ût

kWh

Capacité batterie (Wh)

dimensionnement Puissance / Capacité / Coût

0,13-0,135 0,135-0,14 0,14-0,145 0,145-0,15 0,15-0,155 0,155-0,16 0,16-0,165 0,165-0,17 0,17-0,175 0,175-0,18

Minimisation du coût global du kWh consommé

26

BP du Sud (66) : opération AcI

Toiture : 123 kWcPare-soleil : 20,6 kWc

Investissement : 188 k€ HT

27

-

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

90 000

kWh/mois

Consommation

Production

Soutirage

Autoconsommation

Excédent

TAc = 99,5 %TAp = 23,5 %

BP du Sud : bilan AcI 2016-2017

Consommation totale : 817 120 kWh/anProduction totale : 192 670 kWh/an

28

CTM de Perpignan (66) :

opération AcI

Ombrières : 174 kWc

Structures : 132 k€ HTGénérateur pv : 175 k€ HT

29

CTM Perpignan : bilan AcI été 2017

Soutirage antérieur : 140 406 kWhSoutirage période : 92 731 kWh (-34%)TAp prévu annuel : 28,8 %

Commune de Prémian (34) : opération AcC

Toiture : 26 kWcGénérateur pv : 62 k€ HTSoutirage : 17 700 €/an

Prémian : dimensionnement

Centre culturel

Ateliers

Boulangerie

Mairie

École

AssociationsPoste

Prémian : dimensionnement

Consommation annuelle : 143,2 MWh dont 82,3 MWh en P

et HP

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10121416182022 0 2 4 6 8 10121416182022 0 2 4 6 8 10121416182022 0 2 4 6 8 10121416182022 0 2 4 6 8 10121416182022

11 12 13 14 15

9

Prod.PV

Boulangerie (kWh)

Poste (kWh)

Centre Culturel (kWh)

Mairie (kWh)

Total (kWh)

33

Merci pour votre attention.

J.Yves Quinettejyq@tecsol.fr