Ce que change un système de gestion de l’énergie

Un système de gestion de l’énergie (EMS) réunit le logiciel et le matériel qui décident quand une batterie domestique et une voiture électrique se chargent ou se déchargent. EnergyFlow modélise deux niveaux de régulation. L’intérêt d’une régulation plus élaborée dépend de vos tarifs.

Règles fixes et optimisation sensible aux prix

Un contrôle à règles fixes correspond au fonctionnement d’un onduleur ordinaire (l’appareil entre les panneaux et la maison) et d’une batterie. À chaque heure, il pose une question : la production photovoltaïque dépasse-t-elle les besoins de la maison ? Si oui, il stocke le surplus et exporte le reste. Sinon, il puise d’abord dans la batterie, puis dans le réseau. Il ne tient pas compte des prix.

Un contrôleur sensible aux prix examine la journée entière. Il connaît les prix horaires, la production photovoltaïque prévue et la demande estimée, puis planifie la batterie pour réduire la facture : acheter quand l’énergie est peu chère, la stocker et l’utiliser lorsqu’elle devient chère. Acheter à bas prix pour utiliser ou vendre plus cher s’appelle de l’arbitrage. Les deux contrôleurs respectent les mêmes limites de batterie.

Dans EnergyFlow, le second mode est un optimiseur : il trouve le plan le moins cher parmi tous ceux qui respectent les limites. Il planifie chaque jour civil séparément (voir l’article sur la méthodologie). Les besoins de la pompe à chaleur, de l’eau chaude et de la piscine sont des données d’entrée. Seuls les flux de la batterie et de la voiture électrique sont planifiés.

Quels prix sont utilisés ?

Un tarif dynamique fait varier le prix chaque heure en fonction du marché de gros de l’électricité, au lieu d’appliquer un prix fixe. EnergyFlow le construit à partir des prix day-ahead : le prix de gros de chaque heure du lendemain, fixé lors d’une enchère la veille. Nous disposons de fichiers horaires day-ahead pour chaque pays couvert : la France, la Belgique, les Pays-Bas, l’Autriche et la Suisse ont chacun leur zone de prix ; le Luxembourg et l’Allemagne partagent la même. Le prix d’importation ajoute des frais de réseau et la TVA, et le prix d’exportation correspond à une part du prix du marché. L’optimiseur planifie chaque jour à partir de ses 24 prix, comme pourrait le faire un contrôleur réel une fois les prix publiés.

Quand une batterie se charge depuis le réseau

En mode à règles fixes, jamais. La batterie ne se charge qu’avec le surplus photovoltaïque.

L’optimiseur charge depuis le réseau lorsque l’énergie achetée maintenant et utilisée plus tard coûte moins cher que l’autre solution. En règle générale, il achète si le prix qu’il évitera de payer plus tard (ou le revenu qu’il pourra tirer d’une exportation) le même jour, multiplié par le rendement aller-retour (la part de l’énergie qui ressort de la batterie), dépasse le prix actuel. Avec le rendement par défaut de 92 %, la batterie restitue 92 kWh pour 100 kWh chargés. Le prix ultérieur doit donc dépasser nettement celui d’aujourd’hui. L’optimiseur peut aussi exporter la production photovoltaïque pendant une heure chère au lieu de la garder pour le soir. Cela augmente les revenus et réduit l’autoconsommation.

Pourquoi un tarif fixe laisse peu de place à l’optimisation

Avec un seul prix d’importation toute la journée, il n’y a pas d’heure moins chère à privilégier pour les achats. La seule décision restante concerne l’excédent photovoltaïque : le stocker ou l’exporter. Lorsque le prix d’exportation est inférieur au prix d’importation, ce qui est le cas habituel, le stockage est préférable dès que la batterie a de la place. C’est précisément ce que fait le mode à règles fixes. Avec un tarif fixe, qui dans EnergyFlow comprend un seul prix d’importation et un seul prix d’exportation, un contrôleur sensible aux prix apporte donc peu et l’optimiseur ne fonctionne pas.

Comparer les deux modes dans EnergyFlow

Il n’existe pas de sélecteur de mode de répartition. La répartition décrit la façon dont l’électricité est partagée heure par heure entre les panneaux photovoltaïques, la batterie, la voiture électrique et le réseau. Le mode découle de votre tarif et de la batterie :

Le récapitulatif de la page des résultats nomme le mode utilisé : l’optimiseur sensible aux prix ou les règles fixes.

Trois comparaisons sont utiles. Gardez la même maison, la même météo, les mêmes horaires et la même installation photovoltaïque pour chacune.

• Tarif fixe contre tarif dynamique, avec la même batterie. L’écart combine deux effets : la structure des prix et le contrôle.
• Tarif dynamique avec et sans batterie. L’écart montre ensemble ce qu’apportent la batterie et son optimiseur.
• Tarif dynamique avec plusieurs capacités de batterie. Cette comparaison indique à partir de quelle taille une batterie plus grande ajoute peu de valeur pour la série de prix choisie.

EnergyFlow ne lance pas le mode à règles fixes avec un tarif dynamique et une batterie. Il est donc impossible d’isoler la contribution propre de l’optimiseur de celle du tarif.

Attention à l’année météo. Les prix d’un scénario sur une année réelle viennent du marché de cette année civile. Ceux d’une année type proviennent d’une année de référence fixe. Changer l’année météo change donc aussi l’année des prix.

La voiture comme deuxième batterie

Le Vehicle-to-home (V2H) permet à une voiture électrique à l’arrêt d’alimenter la maison par l’intermédiaire d’un chargeur bidirectionnel. Chaque année, davantage de modèles de voitures le permettent, et la batterie d’une voiture est souvent plus grande que celle d’une maison. Vous pouvez donc tester ce stockage supplémentaire avant d’acheter une batterie domestique plus grande.

Une maison équipée de panneaux photovoltaïques, d’une batterie, d’une pompe à chaleur et d’une voiture capable de renvoyer de l’électricité doit répartir de nombreux flux à chaque heure. C’est le rôle du système de gestion de l’énergie. Plus la maison dispose de stockage, plus ses décisions comptent. La voiture a aussi des limites qui n’existent pas pour une batterie domestique : elle est absente pendant la journée, doit garder assez de charge pour le trajet suivant et son constructeur limite l’énergie qu’elle peut restituer. Ajoutez le V2H à la même maison et comparez l’autoconsommation et le coût annuel avec et sans cette fonction. L’article sur la méthodologie explique comment le modèle traite la voiture.

Que regarder dans les résultats

Le coût annuel distingue le coût de l’énergie après déduction des exportations et les frais fixes du réseau. Ces frais ne dépendent pas du mode : comparez donc le coût de l’énergie. Examinez ensuite les flux. En mode à règles fixes, l’électricité du réseau envoyée à la batterie reste presque nulle. C’est dans ce flux que l’optimiseur montre ses achats pour la batterie. Les exportations peuvent augmenter et l’autoconsommation diminuer, même si la facture baisse (voir l’article sur l’autoconsommation).

Limites du modèle

• L’optimiseur connaît exactement la production photovoltaïque et la demande de chaque jour. Un système réel utilise des prévisions : ses économies seraient donc plus faibles que l’estimation du modèle.
• Il planifie séparément chaque jour civil et ne donne aucune valeur à la charge restante à minuit. Il ne garde donc pas d’énergie pour profiter des prix du lendemain.
• Seuls les flux de la batterie et de la voiture électrique sont planifiés. Le chauffage, l’eau chaude et la piscine ne suivent pas les prix.
• Les limites d’injection sur le réseau, les frais liés aux pics de puissance (facturés selon la puissance maximale appelée), les restrictions des fournisseurs et le logiciel réel d’un produit commercial ne sont pas modélisés.
• Pour le moment, la formule de tarif dynamique par défaut utilise les valeurs luxembourgeoises. Ajustez les frais, la TVA et la part du prix d’exportation selon votre contrat.
• Le résultat est une estimation, pas une prévision du comportement d’un produit particulier dans votre maison.