Comprendre la modélisation du stockage pour l'arbitrage énergétique

Qu'est-ce que l'arbitrage énergétique ?

L'arbitrage énergétique pour les systèmes de stockage par batterie est un processus qui consiste à stocker l'énergie solaire photovoltaïque excédentaire dans une batterie pendant les heures où il est moins intéressant de la vendre au réseau, et à la décharger pour répondre aux charges domestiques lorsqu'il est plus intéressant de compenser la consommation domestique, ou même de vendre de l'énergie au réseau. 

Pour plus de détails, voir l'organigramme ci-dessous :

Bien qu'une batterie fonctionnant en mode d'arbitrage énergétique augmente généralement la quantité d'énergie photovoltaïque consommée sur le site, ce mode diffère du mode d'autoconsommation d'Aurora, qui tente de maximiser l'utilisation de l'énergie photovoltaïque sur la propriété et de minimiser ainsi l'énergie envoyée au réseau. L'arbitrage énergétique tentera de minimiser les factures des services publics en ne déchargeant de l'énergie que lorsque cela procure un avantage monétaire intéressant, et déchargera même de l'énergie sur le réseau si cela permet de réduire les factures, même si cela réduit l'autoconsommation.

Termes importants :

• Le coût d'importation est le montant que le client paie par kWh d'électricité importée du réseau. Elle peut varier au cours de la journée et d'une saison à l'autre, bien qu'elle soit généralement plus élevée le soir ou le matin, lorsque la demande sur le réseau électrique est la plus forte.
• Le crédit à l'exportation est le montant que le client paie par kWh d'électricité exportée vers le réseau. Elle peut varier au cours de la journée ou même d'une heure à l'autre. Les modèles d'arbitrage énergétique sont les plus avantageux lorsque le crédit à l'exportation pendant les heures de production photovoltaïque est inférieur au coût de l'importation pendant les heures les plus tardives de la journée.
• Les tarifs forfaitaires sont des tarifs de services publics pour lesquels le coût d'importation est constant tout au long d'une journée, bien que le tarif puisse varier en fonction des saisons.
• Les tarifs en fonction de l'heure d'utilisation (TOU ) sont des tarifs de services publics pour lesquels le coût d'importation est plus élevé pendant certaines heures, généralement le matin ou le soir. Les tarifs et les périodes de pointe peuvent également varier selon les saisons. Le crédit à l'exportation est généralement lié au tarif TOU.
• Les taux d'exportation en fonction de l'heure du jour (TOD ) sont des taux de crédit à l'exportation qui varient considérablement au cours de la journée, mais qui ne sont pas associés aux taux d'importation TOU.
• On parle de comptage net lorsque le coût d'importation et le crédit d'exportation sont identiques.
• On parle de facturation nette lorsque le coût de l'importation et le crédit à l'exportation sont différents, le crédit à l'exportation étant généralement inférieur au coût de l'importation.

Quand recourir à l'arbitrage énergétique ?

Les scénarios dans lesquels l'arbitrage énergétique apporte des avantages monétaires :

• Net Metering ou Net Billing avec tarifs TOU: la batterie stocke l'énergie pendant la journée lorsque les prix à l'exportation sont bas, et la décharge pendant les heures de pointe des tarifs TOU afin de réduire la consommation du réseau. Ce scénario n'implique pas la vente de l'énergie de la batterie au réseau.
  • Remarque : le modèle d'arbitrage énergétique peut éviter d'utiliser la totalité de la capacité de la batterie s'il n'est pas utile de la décharger pendant les heures de non-TOU.

• Facturation nette avec tarifs TOU et tarifs d'exportation TOD élevés: la batterie stocke l'énergie pendant la journée lorsque les prix d'exportation sont bas, et la décharge pendant les heures de pointe TOUD pour compenser la consommation du réseau et revendre de l'énergie au réseau. C'est la méthode utilisée pour le tarif de facturation nette de la Californie (NEM 3.0).

Le scénario où l'arbitrage énergétique et l'autoconsommation sont identiques :

• Facturation nette avec des taux forfaitaires et un taux d'exportation inférieur: Dans ce cas, la batterie doit toujours être chargée lorsqu'il y a production nette et toujours déchargée lorsqu'il y a consommation nette.

Les scénarios dans lesquels l'arbitrage énergétique peut ne pas apporter de bénéfices monétaires :

• Comptage net avec tarifs fixes: Dans ce scénario, les pertes de rendement aller-retour signifient que le système combiné solaire + stockage produira moins d'énergie totale qu'un système solaire seul. Les taux forfaitaires signifient qu'il n'y a pas d'avantage à stocker l'énergie et à la décharger plus tard

Comment Aurora modélise-t-elle l'arbitrage énergétique ?

Le modèle d'arbitrage énergétique d'Aurora se rapproche du mode d'exploitation " économies sur la facture " ou d'un mode d'exploitation programmé optimisé manuellement pour les contrôleurs de répartition de la batterie. Il prend principalement en compte les coûts d'importation du tarif des services publics et la valeur du crédit à l'exportation, mais il tient également compte du coût de la batterie et évitera de charger et de décharger si le bénéfice de l'arbitrage énergétique est inférieur au coût de la batterie pendant toute sa durée de vie. 

Remarque : dans la version initiale d'Energy Arbitrage, le coût à vie de la batterie est codé en dur à 0,15 $/kWh. Ceci sera modifiable dans les prochaines versions

À un niveau élevé, l'estimateur d'arbitrage énergétique tentera de faire ce qui suit :

• Chargez la batterie à partir de l'énergie photovoltaïque pendant les heures où la valeur d'exportation est faible, ce qui entraîne un faible coût d'opportunité en ne vendant pas au réseau.
• Décharger la batterie pour répondre aux besoins pendant les heures où la valeur des importations est élevée, ce qui permet de réduire considérablement les coûts en évitant les importations.
• Déchargez la batterie au taux de décharge maximal du système pendant les heures où la valeur d'exportation est élevée, ce qui se traduit par une grande quantité de crédits d'énergie.

Il existe d'autres nuances, comme le fait de préserver une partie de la batterie pendant les heures d'importation à coût élevé pour l'utiliser plus tard, lorsque la décharge de la batterie sera plus avantageuse. 

Autres notes sur les caractéristiques :

• Si la valeur gagnée par kWh (valeur de décharge - valeur de charge) est inférieure au coût de la batterie pendant toute sa durée de vie, Aurora ne modélisera pas l'activité de la batterie.
• Le comportement de la batterie peut changer d'un mois à l'autre en fonction des coûts de l'électricité et des crédits à l'exportation modélisés. Vous pouvez visualiser différents mois dans le tableau d'utilisation quotidienne pour confirmer le comportement.
• Si notre modèle d'arbitrage énergétique constate qu'il n'y a pas d'avantage monétaire à faire fonctionner la batterie (par exemple, en cas de comptage net 1:1 et de tarifs d'électricité fixes, ou si les économies réalisées sur les factures ne sont jamais supérieures au coût de la batterie sur toute sa durée de vie), il reviendra à un mode d'autoconsommation.
• Les calculs d'Aurora reposent sur l'hypothèse d'une dégradation de la capacité des batteries de 2 % par an.

Comment puis-je savoir si l'arbitrage énergétique fonctionne dans mon projet ?

• L'arbitrage énergétique tentera généralement d'économiser de l'énergie et de ne décharger la batterie que pendant les heures de pointe, tandis que l'autoconsommation permettra à la batterie de se décharger.
• L'arbitrage énergétique permet d'exporter vers le réseau en plus de compenser la consommation en soirée ; le mode d'autoconsommation permet uniquement de compenser la consommation.
• Notez que si vous recevez un message indiquant que le modèle est revenu à l'autoconsommation, c'est parce qu'Aurora n'a pas trouvé de méthode pour réduire de manière substantielle la facture du client. Si vous pensez qu'il s'agit d'une erreur, veuillez contacter support@aurorasolar.com

Qu'en est-il de la gestion de la tarification à la demande ?

Certains tarifs de services publics prévoient des frais de demande en $/kW en plus des frais volumétriques en $/kWh. Le modèle d'arbitrage énergétique d'Aurora ne tente pas actuellement de gérer les frais de demande ; il s'agira d'un mode de fonctionnement distinct à l'avenir.

Qu'en est-il des programmes de réponse à la demande ?

Les programmes de réponse à la demande ne sont pas inclus dans nos informations tarifaires, mais ils peuvent être modélisés en tant qu'incitation liée au stockage dans la section de tarification de la demande.