Gérer la consommation d'électricité grâce à l'intelligence artificielle

Il est ainsi possible d'identifier et d'utiliser les marges de manœuvre temporelles afin de réduire et de lisser les pics de charge. Andrew Paice, directeur de l'iHomeLab de la Haute école de Lucerne, constate : "Pour cela, il faut une gestion intelligente et efficace de l'énergie et de la charge qui permette de déplacer l'énergie". Une équipe de l'iHomeLab et du centre de compétences Stockage thermique de l'énergie de la Haute école de Lucerne a développé à cet effet, en collaboration avec les partenaires ASGAL Informatik GmbH, Semax AG et la centrale électrique de Vilters-Wangs, le prototype d'un système qui aide les entreprises de distribution d'électricité à gérer la charge à l'aide de l'intelligence artificielle. L'agence suisse pour la promotion de l'innovation Innosuisse a soutenu le projet.

Besoin de plus d'énergie à court terme, qui peut être économisée par la suite

Pour couvrir les besoins plus importants le soir, l'énergie excédentaire produite pendant la journée, par exemple par le photovoltaïque ou d'autres sources renouvelables, doit être stockée à court terme, et ce sans qu'il soit nécessaire d'installer des accumulateurs supplémentaires. Les chauffe-eau, les pompes à chaleur ou les véhicules électriques peuvent être utilisés à cette fin. Il existe déjà des solutions pour les grands distributeurs comme les entrepôts frigorifiques : Si un excédent d'énergie est produit, ils peuvent être refroidis un peu plus fortement. Ensuite, le refroidissement est à nouveau réduit ; l'énergie est ainsi disponible ailleurs. L'équipe de la Haute école de Lucerne et ses partenaires de recherche ont développé une solution qui permet d'utiliser de manière similaire les maisons individuelles, les immeubles collectifs ou les entreprises commerciales.

Par exemple, le chauffe-eau est porté à sa température maximale en cas de besoin et est ainsi utilisé comme réservoir d'accumulation. Le projet s'est concentré sur les maisons équipées de pompes à chaleur, car les compagnies d'électricité peuvent y accéder avec une petite adaptation et les contrôler en conséquence.

Mieux utiliser l'énergie grâce à l'intelligence artificielle

Pour réduire ou lisser les pics de charge de cette manière, il faut tout d'abord déterminer avec certitude où sont installées les pompes à chaleur et où est généré le photovoltaïque - des informations qui ne sont que partiellement connues des entreprises d'électricité. La question la plus difficile était toutefois la suivante : quelle est la marge de manœuvre temporelle pour réduire et lisser les pics de charge sans que les utilisateurs ne ressentent une perte de confort parce que leur appartement devient désagréablement frais ou que l'eau est trop froide ?

Pour répondre à ces deux questions clés, les chercheurs ont tiré parti de la numérisation croissante des réseaux de distribution d'électricité avec les compteurs intelligents, grâce auxquels les compagnies d'électricité relèvent la consommation d'électricité pour la facturation. Ces données sont certes disponibles, mais il est très complexe de calculer le modèle thermique nécessaire d'un bâtiment à partir de ces données. C'est pourquoi l'intelligence artificielle est entrée en jeu. "Les algorithmes analysent les données des compteurs intelligents et identifient, à partir de la consommation totale d'électricité, les différents appareils qui consomment de l'électricité, comme la pompe à chaleur, le chauffe-eau ou le véhicule électrique, ainsi que les appareils qui produisent de l'électricité, comme les installations photovoltaïques", explique Andrew Paice.

Des informations précieuses sur les consommateurs seraient ainsi obtenues, comme par exemple leur consommation maximale, la durée d'activation et de désactivation ainsi que la consommation d'énergie par jour. Paice ajoute : "Si ces données sont combinées avec des prévisions de température et de météo, il est possible d'établir des prévisions de consommation d'énergie pour un jour donné".

Une plus-value sans perte de confort

Grâce aux resoumissions de projet, de nouvelles possibilités s'offrent aux partenaires du projet ASGAL Informatik GmbH et Semax AG : grâce à l'identification automatique des consommateurs d'électricité et au calcul de leur potentiel dit de report de charge, ils peuvent proposer aux entreprises de distribution d'électricité un service qui les aide à économiser des coûts de réseau sans qu'il soit nécessaire d'investir davantage dans leurs réseaux de distribution.

Pour les consommateurs, cette nouveauté n'implique aucune perte de confort ; ils n'ont pas non plus à divulguer d'informations supplémentaires, car l'évaluation se fait exclusivement à partir des données standard des compteurs intelligents et sans aucune installation de matériel supplémentaire. De plus, les données sont automatiquement synchronisées en permanence avec l'évolution des circonstances dans les bâtiments. Ainsi, une valeur ajoutée peut être générée pour les entreprises d'approvisionnement en électricité et les propriétaires de bâtiments, conformément à la stratégie énergétique 2050.