1 / 56

La place du véhicule électrique comme nouvel équipement électrodomestique

La place du véhicule électrique comme nouvel équipement électrodomestique. ENPC-LVMT-RENAULT Lundi 4 Juillet 2011. crisis. Daniel QUENARD CSTB daniel.quenard@cstb.fr - 04 76 76 25 46. Sommaire. Ménages : Logement/Déplacements Chiffres-Clés BEPOS + VE : modèle CSTB

hal
Download Presentation

La place du véhicule électrique comme nouvel équipement électrodomestique

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. La place du véhicule électrique comme nouvel équipement électrodomestique ENPC-LVMT-RENAULT Lundi 4 Juillet 2011 crisis Daniel QUENARD CSTB daniel.quenard@cstb.fr - 04 76 76 25 46

  2. Sommaire Ménages : Logement/Déplacements Chiffres-Clés BEPOS + VE : modèle CSTB Quelques exemples à travers le monde Conclusion

  3. Ménages : Emissions de CO2Logement+Transport : 84 % Source : GREEN INSIDE – IPSOS - 2011

  4. Ménages : LogementChauffage/Energie : 84 % CO2 Source : GREEN INSIDE – IPSOS - 2011

  5. Ménages : TransportsVéhicule Personnel : 79% CO2 Source : GREEN INSIDE – IPSOS - 2011

  6. Chauffage et TransportsEchelle : France/Foyer France Foyer Chaudières Cheminées Moteurs Pots d’échappement BILAN ENERGETIQUE France 2006 Énergies renouvelables et développement local L’intelligence territoriale en action Rapport de MM. Claude BELOT et Jean-Marc JUILHARD, Sénateurs

  7. Combustion :Epuisement des ressources Bâtiments + Transports ~70 % Consommation Finale Energie 40 % Bâtiments ~70 % Chauffage/ECS chaudières : fioul-gaz-bois électricité Uranium Hydraulique 29 % 21 % Transports ~ 50 % VP moteurs combustion interne (98% pétrole) Chiffres 2006

  8. Performance & Localisation Famille : 3 personnes - 100 m² - Gaz naturel Source : Lille Métropole

  9. Dépenses énergétiques des ménages 2006 2006 : 8,4 % budget 4,8 % énergie du logement 3,6 % carburant automobile. LOGEMENT Chauffage Eau Chaude Sanitaire Cuisson Equipement électrique de la maison DEPLACEMENT Carburant pour les véhicules. Logement : surface d’habitation et source d’énergie utilisée pour le chauffage. L’éloignement des villes-centres est, quant à lui, le facteur clé en terme de dépenses en carburant. Source : http://www.lefigaro.fr/conso/2010/10/12/05007-20101012ARTFIG00753-energie-les-francais-depensent-2300euros-par-an.php

  10. Faible consommationProduction localeMobilité consommation production énergie grise mobilité Bâtiment/Occupants Localisation

  11. Le VE, unité de stockage d’électricité Prévisions météorologiques Etat du réseau électrique Connaissance des usages Production locale EnR Consommation électrique Support réseau Stockage stationnaire Véhicule électrique – Stockage d’appoint Connaissance des déplacements PAGE 11

  12. Simulation sous TRNSYS Présentation de TRNSYS Studio • Référence (niveau international) dans le domaine de la simulation dynamique de bâtiments et de systèmes • Utilisation principale sur des applications thermiques • Caractère modulaire intéressant, permettant une utilisation type gestion de flux d’énergie électrique dans le bâtiment Intérêts: • Utilisation de données précises, simulation dynamique sur une année (ou plus) • Pouvoir tester plusieurs scenarii (économiques, énergétiques,…) • Proposer des améliorations pour la partie électrique de TRNSYS • Possibilité de corréler par la suite avec la gestion thermique du bâtiment PAGE 12

  13. Objectifs de l’étude Objectifs: • Développer une 1ère version d’un outil de simulation permettant l’étude d’un système intégrant bâtiment et transport dans une même approche, et dans un contexte de développement des EnR et des modes de transports doux. • Viabilité/intérêt d’utiliser le VE comme unité de stockage pour valoriser les EnR • Permettre le bon dimensionnement du stockage stationnaire et de la centrale PV • Le système vu du réseau (Producteur- Consommateur- Passif?) • Complémentarité avec recharge sur lieu de travail • Ecrêtage des pics • Les verrous • Connaissance sur les usages (consommation, déplacements, …) • Données sur les technologies de stockage (stationnaire et embarqué) • Quelle pertinence à plus grande échelle? PAGE 13

  14. Hypothèses PAGE 14

  15. Ordres de priorité du système Ppv_conso= Pconso(si diff_p_c = 1) Ppveff 1 Ppv_conso= Ppveff(si diff_p_c = 0) Si diff_p_c = 1 Ppv_VE= Ppveff - Pconso(Si Ppveff – Pconso < Pcharge_VE) 2 Ppv_VE= Pcharge_VE(Si Ppveff – Pconso > Pcharge_VE) Priorité ou • Si pr_VE = 0 • Si bp_VE = 1 • Si Ppv_VE = Pcharge_VE 3 Ppv_bat = Ppveff - Pconso - Ppv_VE(SiPpveff - Pconso- Ppv_VE < Pcharge_bat) Ppv_bat = Pcharge_Bat(Si Ppveff - Pconso- Ppv_VE > Pcharge_bat) ou • Si bp = 1 • Si Ppv_bat = Pcharge_Bat 4 Ppv_bat = Ppveff - Pconso - Ppv_VE – Ppv_bat PAGE 15

  16. Priorité Ordres de priorité du système Ppv_conso= Ppveff Si diff_p_c = 0 Ppveff 1 Pbat_conso = Pconso -Ppveff Pres_conso = Pconso -Ppveff Si bv = 1 Pres_VE = Pcharge_VE 2 Si Recharge_res > 22h & SOC_BatVE < limSOCBatVE 3 PAGE 16

  17. Représentation graphique sous TRNSYS PAGE 17

  18. Utilisation de l’outil:Choix des paramètres d’entrée et exploitation des résultats - Résultats graphiques TRNSYS - Fichier Excel PAGE 18

  19. Scenarii testés Scenarii de base 1ère possibilité: Intégration d’un stockage stationnaire 2ère possibilité: Recharge sur le lieu de travail 3ère possibilité: Compromis entre les 2 + scenario écrêtage PAGE 19

  20. Courbe de charge journalièrescenario 3, journée d’avril Alimentation par batterie SOC (%) Etat de charge Batteries Puissance (W) Etat de charge VE Absence du VE Conso Maison Recharge batterie par PV Prod PV PAGE 20

  21. Scenarii de base Scenario 1 & 2 PAGE 21

  22. Quelques résultats (1) • Influence de la capacité de stockage • Scenario 5: C = 3 kWh (4h) • Scenario 3: C = 33 kWh (2 jours) Passif/BePOS 84.2 % du temps Permet de valoriser près de 30 % de la production PV(équivalent 50 cycles charge/décharge) Passif/BePOS 54.9 % du temps Permet de valoriser près de 13 % de la production PV(équivalent 200 cycles charge/décharge) Prix indicatif: 6 600 euros Durée de vie théorique: 20 ans Prix indicatif: 600 euros Durée de vie théorique: 5 ans Dimensionnement optimal (économique & énergétique) à faire PAGE 22

  23. Les Batteries 150/200 Wh/km 80% < 60km 200 km Electroménager 3000kWh/an 10 kWh/jour 1000 kWh/pers 100 km Ecrêtage 3 kWh/jour Source : IFRI-IEA-Fulton

  24. Quelques résultats (2) • Influence des déplacements lors de la recharge sur le lieu de travail (+ domicile) Bilan énergétique global similaire au scenario de base pour des trajets de faible distance MAIS intéressant pour des déplacements plus important: • Scenario 2: (base) • Scenario 8: Recharge sur lieu de travail Valorisation de la production PV: + 11% Usage de la production PV (Possibilité d’augmenter encore cette valeur si plusieurs VE et foisonnement) Bilan global: + 12% issu du PV Se loger, se déplacer, quel électricité? REMARQUE: non-prise en compte ici de la consommation propre au lieu de travail PAGE 24

  25. Exemple de résultats sur une semaine Scenario 7 (distance médiane) – fin août Puissance (W) SOC (%) • SOC du VE dans une plage élevée de valeurs (hors mois d’hiver) • VE rechargé à partir de la production PV à hauteur de 95%! (65% PV travail – 30% PV domicile – 5% réseau) PAGE 25

  26. Utilisation particulière du stockage:Ecrêtage des pics de consommation • Stockage stationnaire, une solution pour effacer les pics de consommation? • Application sur scenario 5 (stockage = 3 kWh) • Utilisation des batteries lorsque demande réseau > 3 kW Tarifs EDF: Tarif Bleu, base SOC (%) Puissance (W) • Résultats • Sur l’année, 1 seul dépassement du seuil (15 minutes) • Batteries pleines 91 % du temps • Transit d’énergie dans batteries: 12.6 kWh (= 4.2 cycles charge/décharge) PAGE 26

  27. Conclusions / Perspectives • Conclusions: • 1ère version d’un outil opérationnel permettant de traiter dans son ensemble les questions énergétiques relatives aux bâtiments et aux transports associés • 1ères simulations ont permis de mettre en avant des pistes à développer plus en détail • Améliorations envisageables à court termes: • Prise en compte de la technologie de batteries (Type de charge, autodécharge, durée de vie, etc…) • Diversification des scenarii: Utilisation aléatoire du véhicule, … • Etude économique: Evolution du prix de l’électricité, coût global des technologies • Impact environnemental global • Perspectives: • Etude énergétique global du système bâtiment + transports (thermique et électrique) • Application à plus grande échelle • Comparaison V2H – V2G • Stockage dispersé, équipements intelligents PAGE 27

  28. Expérimentation sur le site du CSTB Grenoble Présentation de l’installation photovoltaïque: • 2 places de parking • 24 m² de PV, soit Pc = 3.45 kWc • Production estimée: 3795 kWh/an • Consommation totale sur site • OBJECTIFS: • Acquisition de données réelles • Corrélation avec simulations sous TRNSYS • Proposition d’une IHM • Intégration d’un moyen de stockage stationnaire Présentation du VE présent • VE Saxo, ancienne génération • 60-70 km d’autonomie, 80 km/h max • Rechargé sur bornes sous l’abri par production PV ou réseau • - Consommation: 150-200 Wh/km (3795 kWh = ~ 21 500 km) PAGE 28

  29. Quelques remarques PAGE 29

  30. Autonomie : un problème ? Stationnement : 4 à 8h Gare/Parking Relais La moitié des salariés travaillent à moins de 10 km de leur domicile. Plus de la moitié des véhicules est utilisée pour effectuer le trajet domicile-travail Distance moyenne domicile-travail = 25,9 km  Distance médiane domicile-travail = 7,9 km87 % des personnes font moins de 60 km/jour en voiture

  31. AUTONOMIE Question Technique ou SHS ? Source : ACCENTURE

  32. Temps de recharge ? Les voitures ne sont utilisées que 5 % du temps, … reste donc 95 % du temps pour les recharger, … le temps de recharge est-il un problème ? Source : Lille Métropole

  33. Où sont les véhicules ? France : 16 Millions Maisons Individuelles 16 Millions Prises ?? Source – GM-SAE

  34. Premiers Retours d’Expérience UK : Utilisateurs : familles multi motorisées, aux revenus supérieurs à la moyenne, parking privé chaque déplacement journalier domicile-travail en VE. Bornes de Recharge : principalement sur le lieu travail et à leur domicile. les bornes en voirie restent en bon état mais sont très peu utilisées. celles installées dans les parkings = une place de stationnement (sans recharge). Les bornes publiques ne répondent pas véritablement aux contraintes technologiques, ni à la demande actuelle. (Rapport du Cabinet « ElementEnergy ») Paradoxalement, cette analyse est à tempérer par le fait qu’un réseau dense de bornes publiques serait considéré par les londoniens comme un signe de confiance de la part des pouvoirs publics et un moyen de réassurance non négligeable contre le risque de panne sur la voirie. USA : 95% des utilisateurspréfèrent la recharge “à la maison” (Rapport EPRI) Favoriser l’installation de prises « à la maison » semble être un investissement plus efficace pour faciliter le développement des VE que l’installation d’infrastructures publiques (Rapport PlaNYC)

  35. Au niveau des constructeurs automobiles • Nissan : Andy Palmer (Vice Président) demandait plus d'infrastructure de charge dans les lieux publics . Pourtant lors de la conférence « Infrastructure de Recharge 2011 » de San Diego , Nissan faisait partie du panel de constructeur déclarant que les performances des batteries actuelles ne nécessitaient pas l'utilisation de bornes de charges sur la voie publique. • - BMW-Mini : L'entreprise allemande a terminé l'expérimentation de 450 Mini - Electrique aux USA, les premiers retours d'expérience montrent que les utilisateurs ont chargé 1 fois par jour et principalement à leur lieu de domicile. Etant donné le peu d'infrastructure installée , il est fort possible que les participants du test n'aient simplement pas eu la possibilité de charger dans des lieux publics. Cependant il est remarquable de constater que le taux de satisfaction des clients reste très fort alors même que les infrastructures de charge publique étaient inexistantes.- General Motors : Larry Nitz déclarait récemment que les besoins d'infrastructure de charge en dehors du lieu de travail et du domicile étaient sans importance. Source :MovingAhead 2010 - Aerovironment Source : ADIT Etat-Unis- 245 - 2011

  36. VHR Strasbourg utilisation des infrastructures de charge Recharge : en moyenne 1 fois/jour sur un des 155 points de charge installés, très majoritairement sur leur lieu de travail et à leur domicile (96%). 40% d’entre eux se sont même rechargés plus d’une fois par jour. Points de charge : majoritairement sollicités aux heures de pointe (8 h en arrivant au travail ; 19h en rentrant à la maison) utilisés en moyenne pendant 78 minutes d’affilée (N.B. : la charge complète « à vide » 100 minutes). Les bornes publiques (parking et voirie) ont été très peu utilisées (4%) même si elles présentent un réel avantage pour se garer en ville. (chère la place !) VHR : agrément de conduite, grande facilité d’utilisation au quotidien, incitation à adopter naturellement un style de conduite plus respectueux de l’environnement Source : EDF

  37. Exemples à travers le monde

  38. Habitat & Voiture à Emission Nulle OPTION TOUT ELECTRIQUE Voiture électrique Plutôt pour les déplacements urbains et péri-urbains Toiture et/ou Façades Photovoltaïque Eolien Intégré SOURCE : Buildings Technology In the Vanguard of Eco-efficiency Ernst Ulrich von Weizsäcker, MP – SB05 – Tokyo - 2005

  39. Toyota Dream HouseToyota : Constructeur Véhicules & Maisons OPTION HYBRIDE Maison « station-service » Voiture « cogénérateur  » Les capteurs photovoltaïques de la maison permettent de recharger les batteries de la voiture. La Toyota Prius Hybrid (essence –électrique) peut être utilisée pour fournir de l’électricité à la maison pendant 36 heures en cas d’urgence.

  40. Projet Living & MobilityUniversité de Lucerne-CHEchelle locale

  41. Projet Living & MobilityUniversité de Lucerne-CH

  42. Projet Living & MobilityUniversité de Lucerne-CH

  43. Projet MEREGIO - Allemagne Borne Bidirectionnelle

  44. SMARTGRID-SMARTHOUSE

  45. Projet SHARP - ECOHOUSE

  46. Projet HONDA E_KIZUNA

  47. Projet Volvo-A-HUS-Vattenfall One Tonne Life

  48. Projet Volvo-A-HUS-Vattenfall One Tonne Life

  49. Projet Volvo-A-HUS-Vattenfall One Tonne Life

  50. Projet Démonstrateur Smart Grid - Village Rokkasho - Japon « L’intégration totale entre résidence et voiture est enfin arrivée » Senta Morioka, PDG de Toyota Home Décembre 2010 Smart GridDemonstrationproject in Rokkasho Village – JWD – Toyota – Panasonic - Hitachi

More Related