Comment AI-Care augmente la rentabilité d'une CER : la batterie qui suit le soutirage de la communauté

La batterie qui suit le soutirage de la communauté, heure par heure.

Le 3 novembre, au Groupe de travail IFEC « Federare le CER » au Grattacielo Pirelli, nous présentons une simulation montrant comment un système de stockage d'énergie orchestré par AI-Care peut changer les comptes d'une communauté d'énergie renouvelable. Nous la publions ici, avec les hypothèses utilisées et les limites du modèle, afin que ceux qui gèrent ou conçoivent une CER puissent la vérifier et en discuter.

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Commandes : lecture/pause, avance et retour de 15 minutes, recommencer ; les boutons « Senza AI Care » et « Con AI Care » sélectionnent la journée. Dans la journée avec AI-Care, l'animation s'arrête à chaque décision ; on poursuit avec « OK ».

1. Comment se calcule l'incitation d'une CER

Le mécanisme du DM CACER (DM 414/2023) et des règles opérationnelles du GSE est simple sur le fond et impitoyable dans les détails.

L'énergie partagée est, pour chaque heure, le minimum entre l'énergie injectée dans le réseau par les installations de la configuration et l'énergie soutirée par les membres, à condition qu'ils soient raccordés au même poste source. Si à 12 h les producteurs injectent 20 kWh et les consommateurs en soutirent 6, l'énergie partagée est de 6, et non de 20. Les 14 kWh excédentaires sont vendus au prix du marché (ou au Ritiro Dedicato), sans prime.

Le tarif incitatif est versé pendant 20 ans sur l'énergie partagée. Pour les installations jusqu'à 200 kW, il se compose d'une part fixe de 80 €/MWh et d'une part variable égale à 180 €/MWh moins le prix zonal horaire, avec un plafond global de 120 €/MWh. S'y ajoutent une majoration géographique pour le photovoltaïque (10 €/MWh dans le Nord, 4 dans le Centre) et la valorisation ARERA de l'énergie autoconsommée, d'environ 8 €/MWh.

Deux conséquences qui pèsent sur les comptes :

1. C'est la coïncidence horaire qui compte, pas la quantité. Une installation peut produire énormément et partager peu, si elle produit quand la communauté ne soutire pas.
2. La part variable récompense les heures à prix bas. Quand le prix zonal descend à 30-40 €/MWh, comme c'est normal aux heures centrales des journées ensoleillées, l'incitation monte au plafond de 120 €/MWh (138 avec la majoration et ARERA). Aux heures du soir, à 180 €/MWh, la part variable s'annule et il reste 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Pourquoi une batterie en autoconsommation travaille contre la CER

Un stockage résidentiel ou d'entreprise en logique d'autoconsommation ne fait qu'une chose : il se charge dès qu'il y a un surplus, c'est-à-dire à partir de 8-9 h du matin, et se décharge quand la production ne couvre pas la charge du bâtiment qui l'accueille.

Dans la CER, cela produit trois effets indésirables :

• Le matin, elle soustrait de l'énergie partageable. Entre 7 h et 9 h, les consommateurs de la communauté ont leur première pointe de soutirage (familles, bureaux, bars, écoles). La batterie, au lieu de laisser le surplus aller sur le réseau et être partagé, le garde pour elle.
• À midi, elle est déjà pleine. À partir de 11 h, le surplus solaire finit de toute façon sur le réseau, aux heures où la communauté soutire le moins. Énergie injectée, non partagée.
• Le soir, elle ne sert que sa propre maison. Entre 18 h et 22 h, pendant la pointe de soutirage du soir, la batterie couvre le bâtiment qui l'accueille et n'injecte rien.

Résultat : vu de la CER, le stockage est presque invisible ; il n'aggrave pas les comptes par rapport à une installation sans batterie, mais il ne les améliore pas.

3. Ce que fait AI-Care

AI-Care est la plateforme de gestion énergétique avec laquelle Heiwit orchestre sa flotte de systèmes de stockage d’énergie sodium-ion et d'onduleurs hybrides. Le moteur décisionnel régénère chaque heure un plan de charge et de décharge sur la base du prix zonal, de la prévision de production calibrée pour chaque installation et de l'état de charge mesuré.

Pour la CER, le moteur change de fonction objectif : non plus « maximiser l'autoconsommation de la maison », mais « maximiser l'énergie partagée de la communauté, dans le respect des besoins de la maison ». Pour cela, il lui faut un signal supplémentaire : le soutirage agrégé des consommateurs, toutes les 15 minutes. Le GSE calcule l'énergie partagée a posteriori, sur une base horaire ; la batterie doit décider maintenant. Un compteur IoT économique sur le point de soutirage de chaque consommateur, qui transmet la puissance toutes les 15 minutes, suffit. Après quelques semaines de données, le moteur passe de la poursuite de la pointe à son anticipation.

Dans la journée simulée, les décisions sont au nombre de quatre :

Aucun matériel supplémentaire côté installation : c'est le plan que le moteur envoie à l'onduleur qui change.

4. La simulation

Configuration. Une installation photovoltaïque de 30 kWp avec une batterie de 60 kWh (20 kW), une faible charge propre, et un parc de 15 consommateurs au profil mixte (pointe le matin, pointe du soir plus élevée). Journée type de printemps, profil de prix zonal type avec un minimum à midi et un maximum entre 19 h et 20 h. Rendement de charge/décharge de 95 %.

Résultats sur la journée.

L'énergie partagée double. L'énergie injectée est presque la même : seul change quand elle est injectée. Avec AI-Care, toute l'injection trouve un soutirage en face, et l'injection non partagée tombe à zéro.

Ce qui ne change pas. La production, le soutirage de la communauté, le matériel. La batterie travaille davantage (un cycle complet au lieu d'une fraction), et c'est un coût réel à prendre en compte : sur un stockage sodium-ion avec 9 000 cycles déclarés et une fin de vie à 70 %, un cycle par jour couvre toute la durée de l'incitation.

Ce qui change pour le producteur. Le producteur renonce à une partie de son autoconsommation du soir (dans le modèle, environ 1-2 kWh par jour) pour la restituer à la communauté. Cela n'est avantageux pour lui que si le règlement de la CER lui reconnaît une part adéquate de l'incitation générée par sa batterie. C'est une question de statuts, pas de technologie : les règles de répartition décident si la batterie travaille pour la maison ou pour la communauté.

5. Limites du modèle

Nous le disons avant que quelqu'un d'autre ne le dise.

• Les profils de production, de charge et de prix sont des profils types, non des données mesurées. Le mécanisme est réel ; les chiffres sont indicatifs et doivent être recalculés sur les données de chaque CER.
• Le modèle ne tient compte ni des pertes réseau, ni des limites de puissance du POD, ni du traitement fiscal de l'incitation.
• En hiver, le surplus de l'après-midi peut ne pas suffire à remplir la batterie : le report de la charge est une décision prise sur prévision, non une règle fixe, et lors des journées courtes le moteur avance la charge.
• Le soir, la batterie couvre environ deux tiers de la pointe, pas la totalité : 60 kWh face à une pointe de 20 kW pendant cinq heures. Un dimensionnement différent change les chiffres, pas le mécanisme.
• L'optimisation de la CER est aujourd'hui une fonction en développement sur AI-Care, et non une fonction active sur la flotte. Le moteur décisionnel sur lequel elle se greffe est en service depuis des mois ; la fonction objectif « communauté » est l'objet de la CER pilote que nous proposons au groupe de travail IFEC.

6. Ce qu'il faut pour le faire vraiment

Trois choses, toutes disponibles :

1. Des batteries qui acceptent un plan horaire externe. Les systèmes Heiwit le font nativement via AI-Care ; avec des onduleurs tiers, cela dépend du protocole.
2. Le signal de soutirage des consommateurs. Un compteur IoT par POD, ou les données des compteurs 2G mises à disposition par la CER.
3. Un règlement de répartition qui restitue aux producteurs équipés de stockage une part de la valeur qu'ils génèrent pour la communauté.

Si vous gérez ou êtes en train de constituer une CER et souhaitez refaire cette simulation sur vos profils réels, ou vous porter candidat comme CER pilote, écrivez-nous à [email protected].

Références : DM 7 décembre 2023 n° 414 (DM CACER) ; GSE, Règles opérationnelles CACER ; ARERA, TIAD (délibération 727/2022/R/eel). Les valeurs de tarif citées sont celles applicables aux installations jusqu'à 200 kW.