24 mois de développement
3 partenaires

Le projet EnRSim vise à développer un outil de calcul simplifié d’installations de production multi-EnR alimentant un réseau de chaleur, outil orienté métier et facile d’utilisation.

Contexte

La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) de 2016 dont l’enjeu est de réduire la consommation d’énergies fossiles importées fixe les priorités d’action afin d’atteindre les objectifs de la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte. De par leur capacité à distribuer massivement de l’énergie renouvelable et de récupération, les réseaux de chaleur ont été identifiés comme axe majeur de développement. La quantité de chaleur renouvelable livrée par les réseaux de chaleur d’ici à 2030 doit être multipliée par 5 pour atteindre une valeur de 3,4 Mtep. Les principales sources d’énergies renouvelables sont la biomasse, la géothermie, le biogaz et le solaire thermique. Leur développement doit donc être considérable dans les années à venir.

Projet

Le projet EnRSim a permis de développer un outil de calcul simplifié d’installations de production multi-EnR alimentant un réseau de chaleur. Le terme outil simplifié signifie outil orienté métier et facile d’utilisation, à différencier des outils de calculs dynamiques généralistes complexes tel que Trnsys, Dymola… Afin de représenter au mieux la dynamique des systèmes, le pas de temps de calcul de l’outil est horaire ou inférieur. Le cœur de calcul du logiciel embarquant des configurations prédéfinies d’architecture est basé sur un noyau Dymola/Modelica incluant des modèles de composants thermiques, et couplé à une interface graphique conviviale.

 

Le projet répond à trois objectifs :

Description de l’opération

Le CEA LITEN et plus spécifiquement le laboratoire des Systèmes Énergétiques et Démonstrateurs (LSED) est mobilisé autour du développement des systèmes thermiques et ses composantes pour les territoires et l’industrie. Le CEA est coordinateur du projet et en charge du développement du cœur de calcul et de l’étude d’intérêt de fonctions de contrôle prédictif sur un outil simplifié.

 

La société INDDIGO de conseil et d’ingénierie en développement durable de plus de 200 spécialistes en France a défini le besoin de l’outil de calcul en tant que futur utilisateur et la réalisation du module d’estimation de courbe de charge de réseau de chaleur

La Plateforme Formation & Evaluation de l’INES, est intervenue quant à elle dans la définition du besoin de l’outil de calcul, les tests d’utilisation intensive et la diffusion de l’outil (par communication et sessions de prise en main).

Avancée du projet

Ce logiciel a pour vocation à être utilisé principalement lors des phases d’études amont de projet de création et de restructuration des moyens de production d’un réseau de chaleur : étude d’opportunité, étude de faisabilité, schéma directeur, étude d’approvisionnement énergétique, …

 

L’outil dans ses grandes lignes

EnRSim est un outil de calcul simplifié de centrales solaire sur réseau de chaleur multi EnR&R. Son utilisation se veut simple et intuitive.

 

Utilisation de l’outil

Un premier onglet est dédié aux données d’entrées comprenant le nom et la variante, la localisation géographique et le fichier météo, la courbe de charge du réseau.logiciel EnRSim modélisation

Un second onglet est spécifique à la charge du réseau. Une charge de réseau est définie par défaut. Un fichier de charge externe peut être téléchargé par l’utilisateur.

Un troisième onglet permet le paramétrage de l’architecture de production. C’est à ce niveau que l’utilisateur défini le nombre et les types de générateurs ainsi que leurs positionnements respectifs en centrale. EnRSim permet de modéliser jusqu’à 3 générateurs.

 

Un module économique sous forme de fichiers CSV à renseigner est adossé à EnRSim et apporte des éléments quant au calcul économique du projet.

 

Résultats

Le calcul de simulation prend quelques minutes au terme desquelles un nouvel onglet s’ouvre sur les résultats graphiques mensuels avec le mix énergétique, la monotone par demande et mix énergétique, les profils horaires de production et de distribution ainsi que le taux de couverture EnR&R. Des indicateurs annuels chiffrés sont également affichés (taux de couverture EnR&R…).

Un rapport est généré en deux parties (première partie de synthèse avec les principaux résultats mensuels/annuels et une seconde partie supplémentaire plus détaillée

 

 

Perspectives

L’approche complète, la rapidité d’exécution et la convivialité offertes par le logiciel EnRsim pour réaliser des études de pré-dimensionnement constituent de fait le point fort du logiciel proposé.

Des améliorations peuvent être encore apportées sur l’ergonomie d’utilisation de l’outil en terme d’IHM (interface homme-machine), des fonctionnalités nouvelles (déjà identifiées par exemples : d’une fonction de traqueur solaire, la possibilité d’intégrer un process industriel (besoin/ou rejet de chaleur) dans les configurations hydrauliques proposées ou à définir avec le concours d’une phase de tests initiée avec des béta-testeurs). L’ensemble de ces éléments participant à des spécifications/cahier des charges pour une éventuelle version V2 du logiciel.

 

INES PFE est en charge de la diffusion et de la promotion du logiciel EnRSim. Plusieurs actions sont définies pour valoriser cet outil :

 

Par ailleurs, un guide d’utilisation sera mis à disposition sur le site internet d’INES PFE. EnRSim ayant été conçu pour un usage intuitif, il permettra à quiconque une utilisation d’EnRSim a minima dans ses fonctions premières.

Une version en langue anglaise de l’outil est disponible, et une diffusion au niveau européen a été initié par le CEA LITEN.