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L’autarcie grâce aux énergies solaire et éolienne?20150918_Sonnenkraftwerk_Mont-Soleil_A_DSC2294

2015 a été une année particulièrement chaude et sèche. Malgré une belle progression des productions solaire et éolienne d’électricité (respectivement (+33% et +6%), le Swiss Energypark a produit 2% d’énergie de moins que l’année précédente. Cette situation s’explique notamment par l’absence persistante de précipitations.

A partir de juin, le niveau du Doubs a été tellement bas que la production hydraulique d’électricité a été insignifiante en automne. Sur toute l’année 2015, elle a ainsi reculé de 25% par rapport à 2014, faisant légèrement diminuer le degré d’autocouverture (de 80 à 78%).

Des besoins de stockage et de commande accrus

Le degré d’autocouverture se calcule à partir du volume d’électricité produit et du volume d’électricité consommé. Il s’agit d’une valeur simplifiée purement théorique, qui ne traduit pas le degré d’autarcie du Swiss Energypark. Lorsque les conditions de vent sont particulièrement favorables, cela génère une surproduction de courant. Ce surplus pourrait théoriquement être stocké dans des batteries et être utilisé lorsque la production est insuffisante, ce qui permettrait d’améliorer le degré d’autocouverture. Dans la réalité, l’énergie excédentaire produite est acheminée vers les régions voisines qui peinent à couvrir leurs besoins. Seulement 58% de la production sont ainsi réellement consommés sur place.

L’autarcie, une utopie?

Le développement de la production solaire pourrait permettre au Swiss Energypark d’atteindre un taux d’autocouverture de 100%, voire plus. Les toitures des biens situés entre St-Imier (BE) et Le Noirmont (JU) – la zone de desserte de SEG La Goule – présentent encore un potentiel réaliste de 28 MW, soit sept fois la puissance installée actuelle. Le degré d’autarcie pourrait ainsi passer de 58% à 72%. Certes, la région serait encore loin d’être autosuffisante… Pour garantir une autarcie à 100%, le dispositif de stockage devrait dans tous les cas permettre de stocker 10 GWh de surproduction sur l’année. Même en considérant un prix optimiste de 500 CHF par kWh, une batterie d’une telle capacité coûterait 5 milliards de CHF!

L’énergie pour demain

Cela montre donc que l’autarcie implique des coûts considérables, qui doivent générer un réel avantage pour se justifier d’un point de vue économique. Avec le Swiss Energypark, BKW dispose d’une plateforme de recherche et d’innovation qui l’aide dans sa recherche de l’énergie pour demain et dans l’élaboration des meilleures solutions pour les clients. L’objectif d’une plus grande autarcie ne doit cependant pas devenir un but en soi, mais dans l’idéal découler naturellement de l’optimisation croissante de l’approvisionnement en énergie de la région.

Projets actuels

FLEXI: consommer le courant solaire lorsqu’il est produit

FLEXI

Planair, l’EPFL et l’Université de Neuchâtel collaborent afin de préparer le virage énergétique. Ils s’associent à la Société des Forces Electriques de La Goule et souhaitent mettre une partie de ses clients au défi en les invitant à déplacer leur consommation d’électricité vers des périodes de production d’électricité solaire. Les ménages qui y parviendront verront leur facture réduite.

Le projet FLEXI a pour objectif d’étudier la flexibilité de la consommation d’électricité. Plus précisément, il s’agit de déterminer quelle est la part de la consommation qui peut être déplacée vers les périodes de production d’électricité solaire. Cette question intéresse la Confédération, qui soutient le projet « FLEXI » au travers de l’Office fédéral de l’énergie. Cette étude débutera cet été et se déroulera sur une année.
En plus des économies d’énergie incontestablement nécessaires, la consommation d’électricité en Suisse devra peu à peu s’adapter à la production. En effet, la production d’énergie renouvelable (solaire, éolien) dépend des conditions météorologiques et fluctue par conséquent au fil des heures et des saisons. Les solutions envisagées au problème du décalage entre consommation et production sont principalement basées sur stockage et le renforcement du réseau. L’idée moins onéreuse visée par le projet FLEXI consiste à adapter au mieux les moments où nous consommons.

Projets réalisés

Mesurer la consommation des ménages à distance

Le réseau électrique est constitué de bien plus que de lignes et de mâts. Pour que le courant circule avec le moins de pertes possible entre les installations de production et les consommateurs, la tension est adaptée au travers de postes et de stations transformatrices. Le courant passe par sept niveaux jusqu’à ce qu’il quitte la prise chez le consommateur.

La production et la consommation d’électricité fluctuent, et l’électricité ne se laisse stocker que de façon limitée. Pour maintenir stable la charge du réseau, il y a besoin d’un réseau intelligent : le «Smart Grid». Il surveille, analyse et contrôle les flux de charge. Une tâche qui devient de plus en plus importante en raison de l’intégration de sources renouvelables. Les ménages y jouent un rôle décisif; leur consommation doit être mesurée, puis intégrée dans le système électrique.

Un complément possible aux compteurs

Les compteurs domestiques, qu’ils soient électromécaniques, électroniques ou dénommés «Smart Meter», sont installés dans chaque ménage et comptent la consommation d’électricité pour la facturation. Suivant le type d’intelligence qu’ils intègrent, ils peuvent également transférer des données, contrôler la charge et visualiser certains éléments. Sur mandat de la Confédération, les fournisseurs d’énergie doivent se concentrer sur la consommation énergétique d’un ménage au cours d’une période de décompte donnée. Afin de permettre des économies d’énergie, l’optimisation de consommation individualisée ou la décharge du réseau par l’intermédiaire de commutateurs intelligents, il s’agit d’ajouter des mesures supplémentaires, avec lesquelles, dans l’idéal, il est aussi possible de détecter chaque appareil séparément. C’est pourquoi en 2015, BKW a initié avec son partenaire de recherche CSEM un projet explorant l’approche alternative des «algorithmes non intrusifs de surveillance de la charge (NILM)».

Ce dispositif de mesure reconnaît les appareils ménagers individuels (téléviseurs, machines à café et à laver, et bien d’autres encore) à leur courant de démarrage et identifie les empreintes de consommation et d’utilisation de chaque appareil. Une méthode qui doit permettre d’optimiser l’emploi des charges flexibles (chauffe-eau à accumulation, chauffages, chargeurs, équipement de réfrigération, compresseurs d’air, etc.), afin qu’il corresponde aux nouvelles exigences du réseau et autorise une utilisation idéale des moyens engagés pour l’extension du réseau.

BKW et CSEM continuent la recherche

Avec son partenaire de recherche CSEM, BKW a réalisé sur une partie de son réseau une étude de faisabilité portant sur l’installation de dispositifs de mesure à la jonction de plusieurs ménages.

Les résultats ont montré que la méthode peut être utilisée pour obtenir davantage d’informations sur les charges spécifiques des ménages. C’est un résultat crucial, qui pourrait faciliter à l’avenir le contrôle des «charges flexibles» dans les ménages (recharge des voitures électriques, lave-linge et lave-vaisselle, par exemple).

NILM figure parmi les nombreuses approches qui sont examinées par BKW et ses partenaires de recherche. Actuellement, le Technology Center de BKW prend en charge environ 25 projets traitant de technologies, de processus, de méthodes et de modèles commerciaux liés à la transition énergétique. L’initiative de recherche «Swiss Competence Center for Energy Research SCCER» de la Confédération forme un pilier important de cette coopération.

Gestion prospective de la demande visant à réduire les coûts de l’énergie et à augmenter l’efficacité du système énergétique

Avec son projet Gestion prospective de la demande (P-DSM), la société Optor AG a initié un nouveau projet dans le cadre du «Swiss Energypark». Le projet porte sur le domaine de recherche de la gestion de la charge, autrement dit l’optimisation de la consommation énergétique.

L’objectif du projet P-DSM est de créer la base d’un système énergétique plus efficace avec des coûts d’électricité plus bas pour les PME.

En exploitant leur flexibilité au niveau de l’exploitation, les entreprises peuvent rendre leur consommation énergétique plus dynamique et bénéficier ainsi de prix de l’électricité plus avantageux. Nous recherchons à cet effet des entreprises intéressées qui, moyennant un minimum de contraintes, seraient prêtes à contribuer à la durabilité économique et écologique.

Lastmanagement

Le thème: la flexibilité, véritable «or électrique»

Un élément-clé de ce système énergétique moderne est la capacité du consommateur à s’orienter sur la disponibilité de l’énergie – autrement dit de consommer l’électricité quand celle-ci est largement disponible sur le réseau. Cette approche est en lien direct avec l’offre croissante issue de sources d’énergie intermittentes telles que le solaire et l’éolien. Cette flexibilité du côté des consommateurs est précieuse. Elle contribue d’une part à rendre le système énergétique plus efficace et permet d’autre part aux entreprises d’acheter leur énergie à un prix plus bas sur le marché; être flexible permet d’acheter l’électricité au meilleur prix!

L’objectif: réduire les coûts et optimiser le système énergétique grâce à une plus grande flexibilité

Avec ce projet mené en collaboration avec des entreprises du secteur de l’industrie ou d’autres secteurs, nous voulons identifier les mesures qui permettent de rendre la consommation énergétique plus flexible. Deux ou trois entretiens suffisent pour identifier ces mesures avec les responsables d’exploitation.

En parallèle, nous élaborons avec BKW un modèle permettant de rétribuer la flexibilité de ces entreprises, de façon à ce que toutes les parties soient gagnantes: l’entreprise concernée,  le fournisseur d’énergie et le système énergétique.

Votre participation: nous recherchons des entreprises qui souhaitent réduire leurs coûts énergétiques et contribuer à l’avenir énergétique dans le cadre du «Swiss Energypark»

Pour la mise en œuvre ce projet, nous recherchons des entreprises souhaitant réduire leur facture énergétique tout en contribuant à améliorer l’efficacité du système énergétique.

La participation est gratuite; l’entreprise prend en charge les frais liés à la participation aux entretiens menés dans ses locaux et aux éventuels travaux préparatoires (compter 10 à 20 h environ).

Les entreprises participantes recevront, à l’issue du projet, une évaluation des mesures de flexibilité possibles, assorties du potentiel d’économies correspondant.

Le projet est gelé pour l’instant du fait de la faible demande. Une analyse approfondie doit encore être effectuée, mais l’une des causes principales de ce manque d’intérêt de la part des entreprises a rapidement été identifiée: le prix bas de l’électricité et donc la faible part du prix de l’électricité dans les coûts d’exploitation. Si la situation évolue, le projet pourrait être réactivé.

Cockpit de l’énergie

gridssmartCity – Principaux indices de dépense d’énergie en un coup d’œil

La transition énergétique se fera, c’est certain. Dans ce contexte, les villes et les communes se posent de nombreuses questions:

Connaissons-nous notre bilan énergétique? Comment pouvons-nous améliorer la présentation des données relatives au tournant énergétique et ainsi mieux communiquer? Quel est notre degré d’auto-approvisionnement? Exploitons-nous suffisamment  notre potentiel solaire? Quelles sont les avantages d’un nouvel éclairage public?

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gridssmartCity répond à ces questions via un portail convivial dédié à l’énergie. Il fournit toutes les informations importantes en un coup d’œil et présente les indices de dépense d’énergie d’une commune dans son contexte géographique. Il propose aussi une comparaison avec d’autres communes.

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Tous les thèmes liés à l’énergie sont numérisés et les potentiels d’efficacité rapidement identifiables, ce qui représente une aide pour la stratégie énergétique locale. gridssmartCity permet aux citoyens de prendre conscience des questions énergétiques et de s’investir eux-mêmes. Dans le même temps, les coûts de monitoring sont réduits; les concepts énergétiques existants, souvent volumineux et disponibles uniquement au format papier, sont visualisés et peuvent ainsi être consultés à tout moment au format numérique.

Intéressé/e? Venez essayer notre système!

http://public.swiss-energypark.grids.enersis.ch/