Bernhard Sax, CEO de pi-System, une société appartenant au groupe BKW, et Martin Kauert, expert en développement de produits et d’écosystèmes chez BKW Energie, ont élaboré une solution unique de gestion intégrale de l’énergie qui permet à la clientèle de profiter de revenus attractifs sur le marché de l’électricité. Au cours de l’entretien, ils évoquent les avantages de cette innovation et expliquent ce que les parties prenantes doivent entreprendre pour en tirer parti.
Comment le bâtiment s’intègre-t-il au réseau électrique?
Bernhard Sax: Avec l’automation, nous pilotons l’énergie au sein du bâtiment et optimisons la gestion locale de la charge pour que les accumulateurs du système de refroidissement soient par exemple rechargés lorsque les panneaux solaires sur le toit produisent beaucoup d’électricité. Nous faisons un pas de plus avec notre nouvelle solution. Au lieu de nous contenter de réguler la gestion de l’énergie à l’échelon local, nous faisons du bâtiment une extension du réseau électrique. Grâce à une interface et à une commande intelligente des charges, nous relions le bâtiment à une centrale virtuelle par l’intermédiaire de l’automation du bâtiment existante.
Qu’est-ce qu’une centrale virtuelle?
Martin Kauert: Il s’agit d’un regroupement d’installations qui peuvent monter ou descendre en puissance en fonction de l’utilisation du réseau moyennant une rémunération.
Prenons l’exemple simplifié d’une journée ensoleillée à la fin de l’été. Les installations solaires suisses fonctionnent à plein régime et injectent beaucoup d’énergie dans le réseau électrique. La demande d’électricité est faible chez les consommateurs. Il faut augmenter la consommation ou réduire la production pour éviter tout déséquilibre du réseau. Les clientes et les clients qui démarrent un système consommant de l’électricité contribuent alors à la stabilité du réseau et peuvent percevoir une indemnisation financière. Avec des systèmes pilotables, les exploitants bénéficient de prix attractifs sur le marché de l’énergie de réglage. Avec leurs installations, la plupart des entreprises ne disposent cependant pas de la puissance nécessaire pour participer au marché de l’énergie de réglage de manière autonome. Avec notre offre Energy Powerflex, nous combinons des systèmes plus petits en une centrale virtuelle et permettons ainsi aux exploitants d’accéder à ce marché attractif.
Quelles conditions doivent être satisfaites pour mettre en œuvre l’automation et la technique du bâtiment?
Bernhard Sax: Les installations techniques des bâtiments sont souvent dimensionnées assez généreusement pour leur exploitation. Nous pouvons nous servir de ces réserves pour offrir de la flexibilité à la centrale virtuelle de manière ciblée. Pour y parvenir, nous nous appuyons sur l’automation du bâtiment existante et modifions les systèmes techniques de ce dernier pour qu’ils puissent être allumés ou éteints en cas de besoin. Pour qu’une solution fonctionne, nous devons impérativement comprendre précisément les besoins opérationnels de la clientèle afin de configurer le système au mieux.
Comment fonctionne la gestion des charges dans le bâtiment?
Bernhard Sax: Notre système d’exploitation du bâtiment est en mesure de communiquer avec les centrales virtuelles et donc de commander de manière optimale les différentes installations par le biais de canaux de charge. Plusieurs facteurs affectent le processus. D’une part, les charges les plus modestes sont regroupées à l’intérieur du bâtiment afin de délivrer une puissance suffisamment élevée à la centrale virtuelle. Dans le même temps, le système évalue la consommation propre, les revenus sur le marché de l’énergie de réglage et les besoins liés au processus dans le bâtiment. De plus, le système d’exploitation optimise la gestion des stockages et les flexibilités en préservant des capacités en fonction de la météo, des données de processus et de la consommation.
Qui profite d’une gestion intégrale de l’énergie?
Bernhard Sax: Les indemnisations sur le marché de l’énergie de réglage sont très intéressantes. Les exploitants de bâtiments perçoivent des revenus réguliers s’ils prévoient des installations pilotables dans leur bâtiment et lorsqu’ils les allument et les éteignent pour stabiliser le réseau, si nécessaire. L’écrêtement des pics peut être optimisé pour réduire les pénalités de charge lorsque la consommation d’électricité est élevée.
Martin Kauert: L’intégration de nouvelles installations renforce la diversification de notre regroupement et rend la centrale virtuelle plus attractive sur le marché. Tous ceux qui y sont rattachés en profitent en fin de compte.
Bernhard Sax: Avec cette solution, nous contribuons à stabiliser le réseau en le délestant en cas de déséquilibre.
La solution est donc propice à la transition énergétique?
Martin Kauert: Absolument. La hausse du nombre de petits producteurs et consommateurs rend le réseau énergétique de plus en plus complexe et volatile, qui nécessite de nouvelles solutions de gestion cellulaire. L’acte modificateur unique de la loi sur l’énergie prévoit en outre une multiplication par six du volume d’énergie solaire ces dix prochaines années. Des installations pilotables de stabilisation du réseau sont indispensables pour que le système puisse absorber cette puissance. La mise en œuvre technique s’appuie sur des solutions intelligentes telles que la gestion intégrale de l’énergie. La transition énergétique ne réussira que si tous les acteurs contribuent à la sécurité d’approvisionnement.
Comment avez-vous développé conjointement cette innovation technique?
Bernhard Sax: En tant que société de contrôle du groupe BKW, l’énergie fait pour ainsi dire partie de notre ADN. En matière d’automation des bâtiments, je constate néanmoins que de nombreux systèmes d’exploitation sont étroitement gérés en fonction des besoins locaux, ce n’est pas très efficace sur le plan des coûts et de l’énergie. Avec l’aide de BKW, j’ai développé avec Martin une solution qui répond aux besoins d’écrêtement des pics des clientes et des clients, mais qui dépasse le simple cadre de l’optimisation locale. La disponibilité de tout le savoir-faire au sein du groupe et les itinéraires décisionnels courts nous ont été utiles.
Martin Kauert: Pendant notre collaboration, nous n’avons eu de cesse de tirer le meilleur parti des synergies. Nous avons ainsi créé une solution fonctionnelle qui dégage une valeur ajoutée pour notre clientèle grâce à la réunion de nos compétences. BKW est l’interlocuteur chargé de la gestion globale de l’énergie, qui combine des solutions de la technique du bâtiment et des prestations énergétiques.
Quelles entreprises peuvent profiter de cette innovation?
Martin Kauert: Pour intégrer un bâtiment ou un système à notre centrale virtuelle, la puissance disponible doit être d’au moins 200 kW. La commercialisation en sort aussi gagnante si nous garantissons un niveau de disponibilité élevé, c’est-à-dire si les installations peuvent être allumées ou éteintes sur une période prolongée. À titre d’exemples, les grands systèmes d’accumulation chimique ainsi que les dispositifs de stockage de chaleur et de froid conviennent à cet effet.
Bernhard Sax: Les bâtiments dotés de grands espaces, dont la structure interne est dense et dont les paramètres de technique du bâtiment font état de marges généreuses répondent à ces critères. Dans un édifice au sein duquel les utilisatrices et les utilisateurs ne se préoccupent pas de savoir si la température est de 18 ou de 20 °C, nous pouvons utiliser ces deux degrés en toute flexibilité. Autrement dit, nous pouvons attendre avant de chauffer ou de préchauffer lorsqu’il y a beaucoup d’énergie disponible sur le réseau. Les grands réseaux hydrauliques tels que les systèmes de chauffage et de refroidissement caractérisés par une grande masse de stockage sont idéaux.
Des exemples?
Bernhard Sax: Les immeubles de bureaux et les bâtiments commerciaux équipés de climatiseurs illustrent bien cet aspect. Ils sont presque toujours dotés d’un accumulateur, car pratiquement aucun système de réfrigération ne produit en flux tendu. L’accumulateur peut être rempli plus tôt ou plus tard en fonction de la demande en énergie sur le réseau.
Combien coûte une gestion intégrale de l’énergie?
Bernhard Sax: Tout dépend largement du système existant. Les systèmes installés par pi-System disposent déjà de l’équipement de base nécessaire et doivent simplement être complétés par la commande intelligente. Selon la commande, des efforts de programmation et d’ingénierie bien plus importants sont cependant nécessaires pour mettre en œuvre une gestion intégrale de l’énergie.
Martin Kauert: Comme des projets pilotes sont actuellement menés dans ce domaine, nous apprenons continuellement quels systèmes peuvent être intégrés à la centrale virtuelle. Les revenus sur le marché de l’énergie de réglage sont très intéressants. L’exploitant d’une installation pilotable de 1 MW peut gagner environ 50’000 francs par an sur le marché de l’énergie de réglage en fonction du produit énergétique de réglage et de l’évolution du marché.
Bernhard Sax: Il faudrait que les investissements soient amortis au bout d’à peine deux à trois ans. Nous sommes capables de chiffrer de manière plus détaillée le potentiel après avoir analysé l’installation existante.
Martin Kauert: En reliant leurs systèmes, les clientes et les clients peuvent profiter de nouvelles opportunités de participer au marché de l’électricité et réduire activement leurs coûts, par exemple dans l’approvisionnement ou la commercialisation d’électricité.
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Votre bâtiment est-il équipé de systèmes de chauffage, de ventilation et de refroidissement ou de batteries que vous pouvez utiliser de manière flexible? Si tel est le cas, vous pourriez percevoir des revenus attractifs sur le marché de l’énergie de réglage. Contactez-nous pour découvrir comment nous préparerions l’automation de votre bâtiment à une gestion intégrale de l’énergie.
Voici comment fonctionne la gestion intégrale de l’énergie chez Brack
pi-System a mis en œuvre avec succès la gestion intégrale de l’énergie dans le cadre d’un projet pilote chez Brack.ch, un commerçant en ligne. Les conditions qui prévalent dans l’un des plus grands entrepôts de Suisse sont favorables à l’exploitation du potentiel de la solution innovante. Le bâtiment est par exemple muni de très grands réseaux de chaleur et de froid comprenant plusieurs unités d’accumulation. La capacité du réseau basse température atteint 168’000 litres, celle du réseau d’eau froide 297’000 litres et celle du réseau haute température environ 20’000 litres.
Utiliser les réserves comme source de flexibilité
Les accumulateurs servent de tampon pour la gestion intégrale de l’énergie permettant de contrôler les systèmes de manière flexible en fonction de l’utilisation du réseau. Ils peuvent être rechargés un peu plus tôt ou un peu plus tard ou ne sont pas entièrement rechargés pour que la consommation puisse augmenter à la requête de la centrale virtuelle.
Un autre exemple chez Brack montre à quel point les systèmes de gestion intégrale de l’énergie peuvent être diversifiés. Les entrepôts sont saturés d’azote (rendus inertes) pour éviter les incendies. Cette méthode consomme beaucoup d’énergie à cause de l’air comprimé requis. Là encore, les plages de tolérance des compresseurs servent de réserve pour que les systèmes puissent être allumés et éteints en toute flexibilité.
Systèmes complexes et processus d’exploitation
Pour garantir une disponibilité élevée en cas de requêtes et de besoin, il faut impérativement combiner plusieurs systèmes dans le bâtiment. D’une part, l’état de l’installation technique et des processus opérationnels doit être pris en compte. Les grandes pompes à chaleur sont par exemple des appareils relativement complexes qui nécessitent des délais de mise en service et de rinçage spécifiques ainsi que des périodes de fonctionnement minimales et des procédures visant à en empêcher le réenclenchement. Chez Brack, six pompes à chaleur sont disponibles dans le système du bâtiment, trois d’entre elles fonctionnant généralement en même temps. La marge de manœuvre est donc intéressante lorsqu’elles sont associées aux grands accumulateurs.
Comme il existe diverses dépendances dans le processus d’exploitation des grands centres logistiques et de production, une analyse précise avec la cliente ou le client est nécessaire dans le but de déterminer le système pouvant être utilisé et la flexibilité correspondante. Par exemple, le système de refroidissement d’un centre de calcul est un élément trop critique pour être ajouté au regroupement dans la centrale virtuelle. Les équipements de refroidissement d’entrepôts le sont en revanche moins, car des écarts de température de deux à trois degrés sont généralement acceptables.
La gestion d’énergie intégrale sophistiquée de pi-System a été conçue de telle sorte que les réserves sont exploitées intelligemment sans que l’utilisation flexible n’affecte l’exploitation. Cet objectif ne peut être atteint que si l’interaction entre l’automation du bâtiment, la communication avec la centrale virtuelle et les prévisions de consommation d’énergie et des besoins opérationnels sont coordonnées de manière optimale.
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