27. Sep 2023
Finaliste du Hackathon KNX: - EisBaer Software PV Manager et KNX réduisent les coûts énergétiques des ménages de 80 %
René Rieck explique qu'en s'assurant que les appareils fonctionnent à des
moments favorables à la fois sur le plan environnemental et économique, les
coûts annuels typiques de l'électricité peuvent être réduits de 80 %.
LOCAL+ est une initiative impliquant des étudiants en architecture de
l'Université des Sciences appliquées d'Aix-la-Chapelle. Son défi de conception
était de développer un bâtiment produisant un excédent d'énergie grâce à des
systèmes innovants et tournés vers l'avenir : une maison dite à énergie
positive, qui est presque autosuffisante.
L'équipe
a ainsi conçu un bâtiment doté d'installations communes de cuisine, de
buanderie et de jardin, ainsi que de quatre étages, chacun abritant jusqu'à
trois résidents. Chaque résident dispose de sa propre unité privée mobile,
appelée CUBE, qui comprend un lit pliant, une armoire et un bureau. Un bâtiment
de démonstration, comprenant l'espace commun de cuisine et de buanderie, ainsi
qu'un étage d'habitation, peut être visité à Wuppertal, en Allemagne.
Autosuffisance
Image – Prix de l'énergie – Le logiciel EisBaer PV Manager est un système avancé de gestion de l'énergie,
conçu pour optimiser l'utilisation de l'énergie solaire et gérer efficacement
les appareils électroménagers ou industriels en fonction des prévisions
énergétiques et des fluctuations de prix.
D'abord, un système central à hydrogène, interagissant avec d’autres
composants, a été choisi comme principale source d’énergie, promettant jusqu’à
65 % d’autosuffisance. Les autres composants comprennent un entrepôt de glace
souterrain, des panneaux photovoltaïques et une pompe à chaleur. Dans la
pratique, le système à hydrogène a été supprimé en raison de sa courte durée de
vie, et la taille de l'installation de stockage de glace a été réduite en
raison de contraintes de construction souterraine.
À l'exception de ces limitations liées au site, le système a été mis en
œuvre conformément aux plans et utilise des appareils KNX connectés via KNX IP
Secure au logiciel EisBaer PV Manager. Dans ce projet, le logiciel EisBaer
fournit la solution de contrôle globale pour tous les services, y compris la
gestion du CVC, de la température de l'eau et de l'énergie.
Pour
produire de l'électricité, des modules photovoltaïques ont été installés sur le
toit et la façade sud-ouest du bâtiment, avec une puissance respective de 18,5
kWp et 9 kWp. L'électricité produite est livrée directement au réseau pendant
la journée, sur demande, l'excédent étant stocké dans une batterie pour être
utilisé pendant la nuit. L’énergie excédentaire est également utilisée pour faire
fonctionner les appareils électroménagers pendant la journée.
Utiliser
les données pour économiser l’énergie
Au
cours de la phase de mise en service, les utilisateurs saisissent des
informations cruciales, notamment les caractéristiques des modules
photovoltaïques (PV), telles que leur orientation et leur puissance de pointe.
L'une des principales caractéristiques de PV Manager est sa capacité à intégrer
des données sur les prix de l'énergie en temps réel, qui peuvent être
téléchargées sur le système avec une granularité aussi fine que 15 minutes. Ces
données de tarification dynamiques permettent à PV Manager de prendre des
décisions éclairées basées sur l'interaction entre la production solaire et les
coûts énergétiques afin de déterminer la planification optimale de divers
appareils en fonction de leurs besoins de consommation d'énergie et des
préférences de l'utilisateur.
Image – Contrôle de l'appareil - Le logiciel EisBaer PV Manager permet aux utilisateurs de conserver la
possibilité d'interagir avec le système, soit via des instructions directes,
soit via des préférences.
Les utilisateurs ont ainsi la possibilité de demander au système de donner
la priorité à l'utilisation du réseau énergétique le moins cher, de maximiser
l'utilisation de l'énergie solaire ou de trouver un équilibre entre les deux.
Par exemple, si un appareil, tel qu'une pompe à chaleur, a une durée de
fonctionnement minimale requise, cette contrainte est prise en compte dans le
processus de planification. De plus, le logiciel peut diviser la charge
énergétique en segments du matin et de l'après-midi, un peu comme un système de
stockage sur batterie, permettant une utilisation optimisée de l'énergie tout
au long de la journée.
Les
utilisateurs conservent toujours la possibilité d'interagir avec le système,
soit par le biais d'instructions directes, soit par le biais de préférences.
Par exemple, un utilisateur peut demander au système de commencer le cycle de
lavage dans un délai précis. PV Manager évalue ensuite les modèles de
production solaire et les prix de l'énergie afin d'identifier le meilleur
moment pour lancer la tâche. Dans les cas où une action immédiate est requise,
les utilisateurs peuvent demander à démarrer un appareil
« maintenant ». Le système restructure ensuite rapidement le
calendrier existant pour répondre à cette demande tout en tenant compte de la
disponibilité solaire et des coûts énergétiques.
Exemples
d'économies
Voici un exemple d'économies qui peuvent être réalisées en mettant en œuvre
la gestion de l’énergie et en optimisant l’utilisation des appareils.
Scénario 1 : sans gestion de l'énergie
Coût annuel total sans gestion
énergétique :
Pour 4320kWh/an : 4320 kWh x
0,19 €/kWh = 820,80 € ;
Pour 6720 kWh/an : 6720 kWh x
0,19€/kWh = 1276,80 €.
Image - comparant
les coûts annuels, sans et avec gestion de l'énergie, pour un foyer ayant une
consommation électrique de 4320 kWh/an et 6720 kWh/an.
Scénario 2 : avec la
gestion de l'énergie
En utilisant le logiciel
EisBaer PV Manager pour programmer le lave-linge et le lave-vaisselle pendant
les périodes de forte production solaire et les périodes où les prix de
l'énergie sont 20 % inférieurs, les économies et les coûts sont les
suivants :
Économies par jour : 0,19
€/kWh x 0,20 = 0,038 €/kWh.
Pour 4320 kWh/an : 0,038 €/kWh
x 4320 kWh = 164,16 €
Pour 6720 kWh/an : 0,038 €/kWh
x 6720 kWh = 255,36 €
Économies totales grâce à la
gestion de l’énergie :
Pour 4320 kWh/an : 820,80 €
(sans gestion de l'énergie) - 164,16 € (avec gestion de l'énergie) = 656,64 €.
Pour 6720 kWh/an : 1276,80 €
(sans gestion de l'énergie) - 255,36 € (avec gestion de l'énergie) = 1021,44 €.
En mettant en œuvre la gestion
de l'énergie et en optimisant l'utilisation des appareils électroménagers, le
ménage pourrait potentiellement économiser entre 656,64 € et 1021,44 € par an,
en fonction de sa consommation d'énergie dans la fourchette donnée, à un prix
de l'énergie de 19 centimes d'euro par kWh. Cela équivaut à une économie
annuelle d’environ 80 %.
Consclusion
Ce projet démontre que des économies importantes peuvent être réalisées en
utilisant l'automatisation KNX combinée à un logiciel de gestion de l'énergie
tel que EisBaer Software PV Manager. En analysant intelligemment les prévisions
solaires et les données sur les prix de l'énergie et en tenant compte des
préférences et des contraintes des utilisateurs, ce type de système garantit
que les appareils fonctionnent à des moments à la fois favorables sur le plan
environnemental et économique. Il favorise non seulement l'indépendance
énergétique et le respect de l'environnement, mais donne également aux
utilisateurs un contrôle et un aperçu en temps réel de leurs habitudes de
consommation énergétique.
René Rieck est chef de produit mondial chez Alexander
Maier GmbH, fabricant du logiciel de gestion et de visualisation de l'énergie
EisBaer.
