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Quelles sont les solutions intelligentes d’électricité et pourquoi sont-elles importantes ?
Les solutions intelligentes d’électricité utilisent des systèmes numériques (logiciels et autres systèmes modernes) pour optimiser, en temps réel, la production, le transport et la consommation d’électricité. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) définit les solutions intelligentes d’électricité comme des systèmes capables, en temps réel, d’ajuster la production et la consommation (l’offre) d’électricité afin de maintenir l’équilibre du réseau électrique et de minimiser les coûts pour les gestionnaires de réseau. Cela revêt une importance exceptionnelle, car la demande mondiale d’énergie ne cesse d’augmenter, tandis que la planète s’efforce de répondre aux exigences de décarbonation énergétique (réduction de l’usage des combustibles fossiles) et d’étendre rapidement l’utilisation des sources d’énergie renouvelable (afin de réduire la dépendance aux combustibles fossiles). Les systèmes intelligents d’électricité permettront l’intégration de sources renouvelables persistantes de production d’électricité (solaire et éolien), un équilibrage prédictif de la charge afin d’éviter les coupures lors des pics de demande, ainsi qu’une détection automatisée des pannes, ce qui réduira la durée des interruptions. Ces solutions aideront également les réseaux à s’adapter au flux moderne d’électricité issu des consommateurs, à répondre aux exigences propres à la production moderne d’électricité et à réduire les coûts opérationnels (rendant ainsi les systèmes autofinancés). Enfin, ces solutions permettront aux réseaux d’aider les consommateurs à atteindre leurs objectifs de décarbonation énergétique.
Les éléments fondamentaux d’un système électrique intelligent
Concentrateurs intelligents, moniteurs d’énergie et appareils connectés
Les systèmes électriques intelligents ciblés les plus importants sont maillés.
Les concentrateurs intelligents intègrent et relient les principaux systèmes électriques. Ils contrôlent d'autres dispositifs électriques, se connectent à divers appareils en utilisant différentes normes de communication et utilisent soit le protocole de communication Zigbee, soit celui de Z-Wave. Les moniteurs énergétiques propres aux fournisseurs d'électricité observent les différents profils de consommation d'énergie et détectent, en temps réel, les pertes d'énergie à proximité d'une zone spécifique. Les dispositifs connectés — c'est-à-dire des dispositifs intelligents qui commandent des appareils ou des chauffages, tels que des thermostats WiFi ou des réfrigérateurs intelligents — seront capables de commander des appareils et des dispositifs en une seule action et en temps réel. Ces dispositifs intelligents peuvent commander des appareils et des dispositifs au sein d'un écosystème. Ils fonctionneront dans un ordre déterminé au moment le plus optimal et pourront éventuellement s'activer en une seule action. Ils fonctionneront dans un ordre précis afin d'optimiser la gestion du temps et de détecter les pertes d'énergie.
Tableaux électriques intelligents contre tableaux électriques traditionnels : sécurité, commande et adéquation aux installations photovoltaïques (PV)
Les tableaux électriques intelligents permettent d’éliminer les principaux inconvénients associés aux tableaux électriques traditionnels. Ces inconvénients comprennent l’absence de surveillance en temps réel et la nécessité d’un réarmement physique actif des disjoncteurs déclenchés. Les tableaux intelligents intègrent les fonctionnalités suivantes :
Gestion dynamique de la charge : reconfigure les circuits disponibles afin d’éviter les surcharges et réduit considérablement le risque d’incendie.
Intégration solaire : simplification de l’onduleur et du compteur photovoltaïque solaire, permettant ainsi de réaliser des économies.
Diagnostic à distance : permet d’identifier des problèmes tels que les défauts d’arc ou la détérioration de l’isolation, qui, s’ils sont détectés à temps, peuvent être corrigés, ce qui élimine près de 40 % des coûts de réparation liés à la maintenance du tableau. Les tableaux électriques traditionnels sont moins aptes à gérer les sources d’énergie renouvelables actuelles et futures, ainsi que la consommation électrique accrue, par exemple pour la recharge des véhicules électriques (EV), ce qui illustre l’avenir énergétique vaste et diversifié fondé sur les énergies renouvelables.
Les chargeurs de véhicules électriques (VE) et les systèmes de batteries domestiques transforment la manière dont un client consomme de l’énergie.
Les systèmes intelligents de gestion énergétique domestique fonctionnent en synergie avec les chargeurs de véhicules électriques (VE) et les systèmes de batteries afin de transformer une consommation d’électricité passive en une gestion active de l’électricité. Les chargeurs intelligents interrompent la charge du véhicule pendant les périodes de forte demande sur le réseau électrique. Lorsqu’ils sont associés à des systèmes de batteries domestiques, tels que des batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4), ils permettent une gestion bidirectionnelle de l’électricité. Les foyers équipés d’une configuration bidirectionnelle observent une réduction annuelle de leur facture d’électricité de 30 à 60 %, tout en contribuant simultanément à la stabilité du réseau électrique.
Critères d’évaluation des performances énergétiques intelligentes
Surveillance en temps réel, automatisation et gestion prédictive des charges
Les systèmes électriques intelligents offrent une solution tout-en-un pour le contrôle de la consommation, grâce à la surveillance en temps réel, à l’analyse de la consommation d’énergie et à l’automatisation. Ces systèmes décomposent les données de surveillance en temps réel au niveau des sous-circuits afin d’identifier les pics de consommation. L’automatisation permet de répondre aux besoins de charge maximale en activant ou désactivant sélectivement les équipements. La gestion prédictive de la charge utilise des données historiques pour analyser les profils de charge. Grâce à une utilisation maîtrisée de l’intelligence artificielle, un contrôle au niveau des sous-circuits peut être mis en œuvre afin de décaler la charge liée à des équipements électriques linéaires et non linéaires. Les systèmes électriques intelligents reposent sur un cœur opérationnel centré sur la gestion de la charge.
Intégration aux réseaux publics, optimisation selon les tranches horaires et synergie avec les énergies renouvelables
Les systèmes intelligents d’électricité intègrent les énergies renouvelables, l’alimentation intégrée au réseau et l’optimisation selon les heures d’utilisation, avec une capacité bidirectionnelle. Les systèmes d’optimisation selon les heures d’utilisation ajustent la consommation en fonction des tarifs variables de l’électricité, permettant ainsi des économies de 20 à 30 %. La synergie entre les fonctions bidirectionnelles, l’intégration au réseau et l’optimisation selon les heures d’utilisation permet de contrôler les systèmes de stockage mobiles tout en répondant à la demande au moindre coût. Le stockage, l’utilisation et le réinjection d’énergie dans le réseau permettent d’économiser, de stabiliser, d’intégrer et de synerger le réseau. Les systèmes synergiques stabilisent le réseau.
Choisir le niveau intelligent d’électricité adapté à votre domicile
Tableaux intelligents : tableaux intelligents complets pour toute la maison contre modules intelligents de base en complément
Les propriétaires choisissent généralement deux options principales : des modules intelligents complémentaires ou le remplacement complet des tableaux électriques par des modèles intelligents. Les solutions d’entrée de gamme, telles que les moniteurs intelligents de consommation énergétique et les modules enfichables, constituent de bonnes options à faible coût pour les propriétaires souhaitant obtenir un contrôle et un suivi basiques de leurs modèles énergétiques. Les mises à niveau vers des tableaux électriques intelligents pour l’ensemble du logement permettent l’automatisation au niveau de chaque circuit et s’intègrent parfaitement avec l’équilibrage dynamique des charges pour les ressources énergétiques renouvelables. Cette approche est particulièrement utile lorsqu’on envisage l’installation future de bornes de recharge pour véhicules électriques (EV) ou de systèmes solaires couplés à un stockage d’énergie. La modernisation des infrastructures énergétiques permettra de réduire les mises à niveau du tableau électrique de 40 à 60 %, selon les études et analyses réalisées. Les facteurs influençant cette décision comprennent les besoins actuels ainsi que l’utilisation prévue à venir des véhicules électriques ou de l’énergie bidirectionnelle.
Analyse du retour sur investissement (ROI) : coûts initiaux contre bénéfices issus des économies intelligentes
Les solutions intelligentes d’électricité exigent une réflexion un peu plus approfondie du point de vue financier. Les économies réalisées sur les coûts d’exploitation ne commencent qu’après l’investissement initial. Des systèmes simples peuvent coûter à partir de 200 $, avec des prix pouvant dépasser 500 $, tandis que le coût d’installation d’un tableau électrique intelligent pour toute la maison peut atteindre entre 3 000 $ et 5 000 $, sans compter la valeur éventuelle des incitations. Toutefois, dans de nombreux cas, ces surcoûts génèrent des retours sur investissement selon trois axes : l’optimisation selon les heures creuses et pleines, la maintenance prédictive et la synergie avec les énergies renouvelables. Les tableaux modernes protègent la maison contre les mises à niveau futures. Les économies découlant d’une gestion améliorée permettent d’amortir le coût du tableau en 5 à 8 ans, délai encore plus court dans les zones marquées par une forte volatilité des tarifs d’électricité ou bénéficiant d’avantages amplifiés.
Section FAQ
Qu’est-ce qu’une solution intelligente d’électricité ?
Les solutions intelligentes intègrent des technologies numériques et des logiciels afin d’améliorer la productivité énergétique et la qualité de la fourniture d’électricité issue de sources renouvelables.
En quoi les tableaux électriques intelligents se distinguent-ils des tableaux traditionnels ?
Les tableaux électriques intelligents intègrent une surveillance, une commande et un diagnostic en temps réel, contrairement aux tableaux traditionnels.
Qu’est-ce que le flux d’électricité bidirectionnel ?
Un flux bidirectionnel signifie que l’électricité peut circuler à la fois vers le réseau électrique et en provenance de celui-ci. Lorsqu’il est associé à des systèmes électriques utilisant des énergies renouvelables, ce flux bidirectionnel permet de réduire les coûts.
Quel niveau d’électricité intelligente votre domicile nécessite-t-il ?
Déterminez d’abord vos besoins énergétiques actuels et futurs. Ensuite, vous pourriez opter pour des moniteurs d’énergie intelligents de base, ou, pour des besoins plus avancés, envisager des mises à niveau complètes de tableaux électriques intelligents pour toute la maison. Ces mises à niveau plus avancées peuvent offrir une automatisation accrue, un équilibrage de charge et une meilleure intégration des énergies renouvelables.
Quelles sont les économies réalisées et la rentabilité liées au passage à des systèmes électriques intelligents ?
Les économies réalisées sur les coûts d’exploitation et la gestion intelligente de l’énergie génèrent des retours sur investissement issus des systèmes électriques intelligents. De nombreux systèmes permettent un retour sur investissement en 5 à 8 ans, selon les incitations accordées pour les énergies renouvelables et le calendrier dans lequel elles sont versées.