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Exemples de fonctions d’optimisation.● Négociation du confort : la Lumière :       ● 10% de flux lumineux ( de nuit) sont ...
La performance d’effacement dépend duniveau d’échanges                                                                    ...
Impacts sur les spécifications techniques● Les réseaux des systèmes techniques doivent être topologiquement  structurés pa...
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Conférence smart grid du 5-12-12-Présentation HOMES

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Contribution d'Olivier COTTET, Directeur marketing du programme HOMES présentée le 5 octobre à Paris, dans le cadre de la matinée débat organisée par Construction21, le Gimélec et j3e sur le thème Concevoir et gérer des bâtiments « smart grid compatibles ».
Demain, les réseaux électriques intelligents, ou smart grids, vont profondément bouleverser notre manière de produire et de consommer l’énergie. Cette mutation ne se fera pas sans le bâtiment qui va devenir une pièce maîtresse au cœur de la gestion des réseaux de distribution d’énergie. Pour s’intégrer dans ce maillage gigantesque, où toutes les sources d’énergie vont converger pour s’équilibrer, le bâtiment va devoir se connecter avec l’environnement extérieur. Cette évolution pose un nombre impressionnant de challenges techniques et humains.
Le bâtiment va devoir atteindre un niveau de maturité supérieur pour accéder au smart grid et interagir avec lui. Au-delà du bâtiment intelligent, il faut concevoir le bâtiment intelligent "connecté au smart grid", un concept qui n'existe pas encore en France et qu'il faut créer.

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Conférence smart grid du 5-12-12-Présentation HOMES

  1. 1. Le bâtiment intelligent “connecté au smart grid” : Un concept qui change toutGIMELEC le 5 octobre 2012Olivier Cottet Innovative & collaborative program led byDirecteur marketing et filièresprogramme HOMES06 83 83 94 51Olivier.cottet@schneider-electric.com
  2. 2. To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »● Définitions ● Smart grid ● Gestion de la demande ● Système énergétique ● Efficacité énergétique d’un système ● Demand response● Building et smart building selon HOMES ● Les systèmes du bâtiment ● Solution d’efficacité énergétique● Le concept « connecté à un smart grid » ● Finalités ● Exemples de fonctions ● Spécification techniquesSchneider Electric - Division - Name – Date 2
  3. 3. Du réseau électrique …Génerationcentralisée Résidentiel Industry Flux énergie Building Datacenter Transmission Distribution Industriel & Tertiaire 1 Schneider Electric - Division - Name – Date 3
  4. 4. Du réseau électrique à la grille astucieuse Smart city ou smart district Equilibre Production / Consommation 3Géneration 2. “Efficient Home”centralisée Véhicule électrique 2 et stockage Résidentiel 1. “smart factory” Industry Flux énergie 1. “smart building” Building Flux énergie 1. “smart cloud” Datacenter Transmission Distribution Industriel & Tertiaire Centrales D’Energie Generation Renouvelable décentralisée & 1 Power Back up Schneider Electric - Division - Name – Date 4
  5. 5. Agir sur la consommation Demand Side Management (DSM) – gestion de la demandeDemand Response ( DR) – gestion des charges Maitrise de la consommation (MDE) Dispatchable Non Dispatchable Eff. énergétique Sobriété Eff énergétique Active énergétique PassiveCapacité/bidding urgence Tarification dynamique Contrôle et comportement Qualité monitoring investissementGestion de charges Délestage Gestion temporelle Occupancy Econometre Enveloppe selectif (TOU) Time of Use control occupant Agrégation Black out Critical peak pricing Service and Infrastructures Machines technique machine controlVirtual power plant Prix en temps réel Stakeholder (VPP) dashoards Grille de CO2 Pilotage d’un système énergétique sur sollicitation extérieure Pilotage d’un système énergétique en fonction de « Smart grid ready » son environnement « Smart … » home , building, district, city, Schneider Electric - Division - Name – Date 5
  6. 6. Définition d’un système énergétiqueConsommation Servicesd’énergie énergétiques Performance énergétique Energie/ service rendu Bénéficiaires Confort physique Flexibilité et variabilité Elec Confort psychologique Quantitatives Qualitatives Activité efficace Temporelles Motorisation Information Electricité Schneider Electric - Division - Name – Date 6
  7. 7. Définition d’un système énergétiqueConsommation Servicesd’énergie énergétiques PMV, nb de repas, m²kWh, €, eqkWHep, eqCO2 Performance énergétique shon RT, kWh, km… Energie/ service rendu Bénéficiaires consomm Confort physique Flexibilité et variabilité ations Elec Confort psychologique Quantitatives Qualitatives Activité efficace Temporelles Motorisation Productions Stockage Information Electricité Schneider Electric - Division - Name – Date 7
  8. 8. Définition de l’efficacité énergétique activeConsommation Servicesd’énergie énergétiques PMV, nb de repas, m²kWh, kWHep, €, CO2 Performance énergétique shon RT, kWh, km… Energie/ service rendu Variables endogènes traitées Bénéficiaires consomm EFFICACITE - ENERGETIQUE: Confort physique Flexibilité et variabilité ations Elec OPTIMISER la performance énergétique Confort psychologique Quantitatives d’un système sur un indicateur Qualitatives Activité efficace Temporelles Motorisation Productions Stockage ● sdf Information Electricité Variables exogènes subies : grille temporelle meteorologie Schneider Electric - Division - Name – Date 8
  9. 9. Définition du demand response dispatchableConsommation Servicesd’énergie énergétiques PMV, nb de repas, m²kWh, kWHep, €, CO2 Performance énergétique shon RT, kWh, km… Energie/ service rendu Variables endogènes traitées Bénéficiaires consomm Confort physique Flexibilité et variabilité DEMAND –RESPONSE : ations Elec Modifier la performance énergétique d’un Confort psychologique Quantitatives Qualitatives système pour répondre à une contrainte de Activité efficace Temporelles modification du profil de la courbe de charge, Motorisation suite à une sollicitation externe venant d’un système amont. Stockage Productions ● sdf Information ElectricitéBrique =P,T, H Variables exogènes subies : Flexibilité et variablité : grille temporelle quantitative qualitative Schneider Electric - Division - Name – Date meteorologie 9 temporelle
  10. 10. Le « Demand response dispatchable » Capacité d’un système à répondre à des sollicitations exogènes - à identifier et faire proposition de modifications de sa courbe de charge à destination d’un responsable d’équilibrage ou à un agrégateur intermédiaire. - Et à mettre à disposition à ses frontières ces modifications - dans le but de contribuer à satisfaire un équilibrage externe des réseaux d’approvisionnement de cette énergie Les modifications de sa courbe de charge énergétique - Sont définies en puissance, durée et plages horaires (les briques d’énergie) -Et mesurées dans une des 4 unités de mesure représentative de cette consommation énergétique (EF, EP, € ,contribution CO2). -Sont obtenues en jouant sur les flexibilités quantitatives, qualitatives et temporelles du système et des services rendus par cette énergie - En minimisant les impacts négatifs perçus par les bénéficiaires des services, voire en maximisant les aspects positifsSchneider Electric - Division - Name – Date 10
  11. 11. Les définitions utilisées:● brique d’énergie ● la modification positive ou négative d’une courbe de charge par rapport à un référentiel ( ?) . Cette brique se définit en quantité ( puissance P) , durée ( Temps T), et plage horaire (H)● Aggrégation technique, ● la production ( et vente) élèmentaire d’une brique d’énergie à partir des flexibilités d’un système dont les services rendus sont différents de la production d’énergie;● Production délocalisée ● La production (et vente) élèmentaire d’une brique d’énergie positive à partir d’un système dont c’est la finalité.( renouvelable ou non)● Aggrégation commerciale , ● la production et vente d’une brique d’énergie à partir de briques d’énergie élémentaires● VPP virtual power plan : ● une composition quelconque de ces trois formes arrivant à une puissance suffisante pour le gestionnaire de réseau.Schneider Electric - Division - Name – Date 11
  12. 12. To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »● Définitions ● Smart grid ● Gestion de la demande ● Système énergétique ● Efficacité énergétique d’un système ● Demand response● Building et smart building selon HOMES ● Les systèmes du bâtiment ● Solution d’efficacité énergétique● Le concept « connecté à un smart grid » ● Finalités ● Exemples de fonctions ● Spécification technqiueSchneider Electric - Division - Name – Date 12
  13. 13. Carte d’identité du Programme H.O.M.E.S.13 partenaires - 7cooperateurs Labos :4 ans – 09/2008 > 09/201226 projets – 120 équivalent chercheurs88 M€ - soutenu par OSEO Technologies : “Doter chaque bâtiment de solutions Usages : d’Efficacité énergétique active pour atteindre sa meilleure performance énergétique” 4 domaines de recherche : - A quoi sert l’énergie ? - Comment réduire pertes & gaspillages? - Comment l’ information impacte les comportements ?EuropeRésidentiel and tertiaire - Quels outils pour les professionnels ?Neuf et existant Schneider Electric - Division - Name – Date 13
  14. 14. Le bâtiment tertiaire vision classique Système de mise à dispositionEnergies€ Systemes Vecteurs de ServicesCO² techniques distribution énergétiqueskWh/m²/an Eqpt de production OCCUPANT Eqpt de distribution Confort physique Elec Tuyaux Gaz Equpt de stockage Gaines Confort fuel Fils psychologique Eqpt de production Activité efficace renouvelable Système constructif Qualité Bâti ( BIQ) Meteo (température, vent, lumières) Schneider Electric - Division - Name – Date 14
  15. 15. Le bâtiment tertiaire en 3 sous-systemes quasi indépendants Système de mise à disposition Système d’usageEnergies€ Systemes Vecteurs de Locaux Applications ServicesCO² techniques distribution énergétiqueskWh/m²/an Eqpt de Eqpt de production OCCUPANT Consommations Eqpt de distribution chaleur Confort physique Elec Tuyaux Lumiere Gaz Equpt de stockage Gaines Eau chaude Confort fuel Fils Air psychologique electricité Eqpt de production Activité efficace renouvelable Apports gratuits Système constructif Qualité Bâti ( BIQ) Meteo (température, vent, lumières) Schneider Electric - Division - Name – Date 15
  16. 16. Les solutions HOMES d’efficacité énergétique ACTIVE Réduire les besoins énergétiques dans Optimiser l’approvisionnement chaque local en prenant en compte énergétique dans chaque vecteur confort et activité pour servir ces besoins Agir Adapter à la Optimiser par le Prendre en Améliorer les présence et contrôle multi- compte les performances Gérer les sources au type applicatif apports de génération d’énergie sous d’activité gratuits et de contraintes du réseauMesurer distribution, (smart Grid) Impliquer les personnes pour chaque profil : sensibilisation, amélioration, maintenance dans le temps Informer Occupant Propriétaire Maintenance Energy Manager Schneider Electric - Division - Name – Date 16
  17. 17. …qui changent la vision des systèmes de controle desbâtiments…. Hier Aujourd’hui DemainApplications indépendantes Top Intégration Intégration avale RENEWABLES Connectivity EXTERIORS FIRE FIRE IP TECHNOLOGIES IP TECHNOLOGIES CEO OFFICE VIDEO SECURITY VIDEO SECURITY MEETING ROOM ACCESS ENTRANCE HALL ACCESS ENERGY ENERGY OPEN SPACE 24/7 MONITORING RESTAURANT 24/7 MONITORING LIGHTING AMPHITHEATER LIGHTING LIFTS CORRIDOR IT HVAC IT ROOM HVAC ARCHIVES POWER KITCHEN DUCTS VECTOR PIPES VECTOR POWER VECTOR Smart grid ready Schneider Electric - Division - Name – Date 17
  18. 18. …pour être intégrées dans un schéma global depoupées russes. ● Au niveau LOCAL R ● Consommateurs : les équipements applicatifs ● Room control : Réduire les besoins dans les locaux en prenant en compte confort et P D conditions d’activité S ● Au niveau BATIMENT: 3 “microgrids” ● Consommateurs: les différents locaux ● Energy control : Optimise l’approvisionnement énergétique sur les 3 vecteurs ● et gère les sources d”’énergie ( agrégation technique) R ● Au niveau CAMPUS, BLOCK, QUARTIER, VILLE (smart block – smart cities) P D ● Consommateurs: les différents bâtiments et sites S ● District control : Mutualisation de la production ( exemple du réseau de chaleur), transport, Renouvelable, Réseaux de fluides, ● Agrégation des besoins et des capacités R ● Au niveau réseau régional ou national (smart GRID) ● Consommateurs: sites, villes, territoiresP D ● Grid control : Gère les protection, stabilité et disponibilité de la grille S ● Fournit production en fonction de la consommation ● Gère l’équilibre par sollicitations de délestage ou production de “Negawatt”P : Production ● Chaque niveau jouant son rôle pour intégrerR : Renewables ● Les ambitions en injection de renouvelableS : Storage ● Et le véhicule électrique et ses interactions à la maison , au travail et son impact sur lesD : Distribution réseaux Schneider Electric - Division - Name – Date 18
  19. 19. To be « smart grid ready »ou être « connecté à la grille astucieuse »● Définitions ● Smart grid ● Gestion de la demande ● Système énergétique ● Efficacité énergétique d’un système ● Demand response● Building et smart building selon HOMES ● Les systèmes du bâtiment ● Solution d’efficacité énergétique● Le concept « connecté à un smart grid » ● Finalités ● Exemples de fonctions ● Spécification techniquesSchneider Electric - Division - Name – Date 19
  20. 20. 4 fonctionnalités de base pour être un« bâtiment smart grid ready » ● Optimiser la « performance » énergétique du bâtiment en fonction d’un critère : kWh, et/ou ses équivalences €, CO2, primaire ● Nécessite d’avoir les grilles temporelles de conversion. ● Fournir à tout instant , les informations (P,T,H) des briques de contributions à un marché de capacité ( agrégation technique) ● Nécessite de prédire les consommations et les usages, ● et les flexibilités sur cette prédiction ● Exécuter une demande de délestage quantifiée ( P,T) ● Nécessite de connaitre les usages pour minimiser les impacts. ● Exécuter une demande de brique d’énergie ( P,T,H) ● Anticiper, déstocker, stocker, négocier les services avec pour contrainte de minimiser les impacts négatifs perçus par les bénéficiaires des services, voire en maximisant les aspects positifsSchneider Electric - Division - Name – Date 20
  21. 21. Exemples de fonctions d’optimisation.● Négociation du confort : la Lumière : ● 10% de flux lumineux ( de nuit) sont inobservables ● 20% si apport extérieur ( de jour) ● 30% si préparation par passage en douceur. ●Source LCA Lighting control association – Craig Délouie – mars 2010● Destockage de qualité d’air : ● Fonction inertielle : de constante de temps brève 20mn à 2h ● Un stop de la ventilation laisse une qualité d’air acceptable ● Gains :consommation des ventilateurs,( France 350MW en tertiaire) ●besoin de chauffage , besoin de rafraichissement● Stockage , destockage électrique : ● Utilisation de la batterie VE en bidirectionnelSchneider Electric - Division - Name – Date 21
  22. 22. La performance d’effacement dépend duniveau d’échanges ● Signaux instantanés : réactivité , délestage ● Coupure d’alimentation sélective. Interaction croissant SGSB ● Négociation de cibles de confort. ● Consommation de stock ● Information sur un horizon temporel : anticipation ● Stockage ( thermique, aéraulique, chimique) ● Report/Interruption/Anticipation de l’usage de charges. ● Echanges interactifs des prévisions: cogestion ● Profils personnalisés de prix et consommation prévus. ● Lestage, délestage – stockage déstockage.Schneider Electric - Division - Name – Date 22
  23. 23. Impacts sur les spécifications techniques● Les réseaux des systèmes techniques doivent être topologiquement structurés par les usages du bâtiment : par locaux ● =>Minimisation des impacts négatifs perçus des services rendus.● Le bâtiment doit être équipé de systèmes techniques « commandables » ● Et télécommandables : avec une réactivité suffisante. ● avec une granulométrie suffisante● Le bâtiment doit être smart avec un contrôle actif des zones d’usages. ● Mesure de la qualité des services rendus ● Pilotage spatial et temporel des applications● Le contrôle actif doit avoir un point d’entrée externe ● Recevoir les grilles temporelles d’ajustement et gérer le bâtiment en fonction . ● Diffuser les prévisions de conso et briques d’énergie identifiées ● Recevoir les demandes de délestage instantanés et les effacements plannifiés, ●Source : soit le compteur à télérelève (smart meter), soit d’un réseau de communication autre.Schneider Electric - Division - Name – Date 23
  24. 24. La technique étant résolue , Il restera desproblèmes humains !Schneider Electric - Division - Name – Date Accenture : 9000 itws 17 pays 24
  25. 25. MERCI DE VOTREATTENTIONSchneider Electric - Division - Name – Date 25

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