Autoconsommation : piloter le stockage et optimiser la consommation en fonction de la production solaire

La PME tarnaise Sirea expérimente le pilotage à plusieurs échelles pour l’autoconsommation collective et individuelle. L’entreprise, qui est spécialisée dans la fabrication d’armoires d’autoconsommation photovoltaïque avec stockage, a ainsi déployé un système complet d’autoconsommation photovoltaïque sur son siège social. Lancé fin 2019 avec une aide de la région Occitanie, le projet est aujourd’hui opérationnel et sert de démonstrateur pour les clients particuliers et professionnels de la société.

Le modèle est en phase d’industrialisation avec un déploiement quasi-effectif sur trois sites. Ces derniers sont reliés virtuellement dans un système d’autoconsommation collective qui est modélisé avec l’objectif de lever les verrous techniques et organisationnels du concept à plus grande échelle.

Photovoltaïque, stockage via batteries et hydrogène, bornes de recharge et climatisation pilotée

Sirea mise sur l’autoconsommation avec stockage et sans revente. Pour le bâtiment de son siège social à Castres, l’entreprise a installé un système de production solaire composé d’une ombrière phovoltaïque (22kW) et d’une installation en toiture (26 kW) lui permettant d’atteindre une capacité totale de 48 kW, lui permettant d’atteindre un taux de couverture supérieur à 60%.

Côté stockage, le système repose sur des batteries de seconde vie de la société spécialisée Snam (36 kWh) et des batteries nickel-cadmium récupérées (65 kWh). Sirea expérimente également le stockage par l’hydrogène avec une pile à combustible de 60 kWh. « Pour le moment la partie hydrogène relève de la démonstration technique car elle n’est pas rentable : nous récupérons environ 30 % de l’électricité produite », explique David Grand, chargé de communication de l’entreprise, lors d’un entretien avec pv magazine France. L’électrolyseur permet de convertir le surplus de production qui ne peut plus être stocké quand les batteries sont pleines et, ainsi, de se doter d’une capacité supplémentaire à plus long terme.

Mais le stockage n’est pas la seule pierre angulaire du système de Sirea, qui mise plutôt sur le pilotage pour optimiser son taux d’autoproduction. « Le système de supervision donne les informations relatives à la production, à la consommation et au stockage. Il informe également sur ce que l’on aurait pu produire, puisque nous ne faisons pas de revente au réseau », explique David Grand.

Plus concrètement, quand le système solaire produit, il faut utiliser un maximum d’énergie. En ce sens, les bornes de recharges sont des éléments cruciaux et leur utilisation est pilotée en fonction de la production en temps direct. Sirea a installé cinq bornes de trois constructeurs différents (pour favoriser l’expérimentation), toutes sur le protocole OCPP (Open Charge Point Protocol) qui permet de suivre les informations et de contrôler les sessions de recharge. Dans le détail, la charge des véhicules (et sa vitesse) est programmée en fonction de la production solaire – sachant qu’existe aussi un mode « boost » qui puisera dans le réseau en cas de besoin. « Il nous fallait des sources alternatives assez puissantes pour ne pas surdimensionner l’abonnement réseau », précise David Grand en expliquant que les cinq bornes se présentent en tant que solution de stockage tampon dans le système d’autoconsommation. Elle permettent d’avoir la main sur la consommation, en l’augmentant quand l’énergie est largement disponible de manière à donner de la flexibilité au système électrique. Dans la même logique, les huit postes de climatisation sont automatisés, à la fois dans leur fonctionnement et dans la température, même s’il est possible pour les usagers de prendre la main sur le système en cas de besoin.

Changement d’échelle avec la modélisation d’un système en AC collective sur trois sites éloignés

La limitation de la puissance, la possibilité de définir des plages d’usage et d’intensité de consommation ainsi que les dispositifs de stockage pilotables sont autant de solutions que Sirea exploite pour augmenter le taux de couverture de son système d’autoconsommation. « Le pilotage donne la possibilité d’augmenter la part du solaire dans le mix énergétique des bâtiments et le stockage assure le relai en plage nuit », résume David Grand. A terme, le logiciel de supervision devrait intégrer des projections de production solaires et les habitudes de consommation de manière à « prédire » les besoins énergétiques selon les plages horaires des bâtiments.

Dans le cadre du projet E-Mergy, qui finance le développement de batteries innovantes issues de matériaux recyclés, Sirea veut déployer le stockage piloté dans l’autoconsommation collective à plus grande échelle. Le choix de la batterie recyclée est écologique mais aussi économique puisque le prix de ces batteries peut être largement baissé et leur durée de vie allongée.

Concrètement, le système déployé sur son siège social est reproduit sous forme de « shelter PV », dans « une version industrialisée, sans stockage hydrogène et sans pilotage des bornes ». En plus du site de Sirea dans le Tarn, les sièges sociaux de ses partenaires du projet E-Mergy sont équipés pour le projet : celui de la société d’électronique et d’informatique industrielles Savelec, en Savoie, et celui de la Snam en Aveyron. Les deux sites sont en phase d’accueillir respectivement 10 kW et 100 kW de photovoltaïque et 18 kWh et 72 kWh de stockage en batteries de seconde vie. Chacun des trois sites est équipé de l’armoire d’autoconsommation de Sirea qui permet le pilotage du stockage et, en fonction de la consommation, de savoir quel site produit le plus.

Le système d’autoconsommation collective virtuelle ainsi mis sur pied devrait permettre de lever des verrous techniques et de développer l’organisation des communautés d’énergies pluri-bâtiments. Pour Sirea c’est aussi l’occasion d’ouvrir le système de gestion de batterie (BMS) à d’autres dispositifs et installations pour dialoguer efficacement dans différentes configurations – dont l’injection du stockage sur réseau par exemple.