Conception d'un système intelligent de contrôle du chauffage électrique pour la gestion de la demande énergétique résidentielle
L’augmentation continuelle de la demande d’électricité et le déploiement des réseaux intelligent ont engendré de nouvelles perspectives pour le développement des systèmes de gestion de l’énergie domestique. Les thermostats électriques utilisés pour contrôler la température intérieure des maisons avec ces types de systèmes de gestion ont évolué la dernière décennie, en commençant par les thermostats manuels, en passant par les appareils programmables, et en arrivant enfin aux thermostats intelligents. Pour les différents types de ces thermostats, le contrôle est souvent individuel et la demande énergétique peut ainsi grimper lorsque tous les thermostats sont activés en même temps, ce qui peut entraîner une instabilité due à une surcharge du réseau électrique, notamment pendant les heures de pointe. Cette thèse propose une nouvelle approche qui favorise la coordination entre les différents thermostats afin d’offrir une meilleure exploitation de l’énergie en comparaison avec le thermostat usuel classique. Ce travail consiste donc à concevoir un système de gestion de la consommation d’énergie résidentielle, en ciblant le chauffage par plinthes électriques. On opte à développer une approche plus flexible favorisant l’intégration de différentes stratégies de contrôle et un système de chauffage autonome permettant de commander simultanément plusieurs thermostats intelligents connectés à Internet à travers le réseau Wi-Fi. Une évaluation des stratégies de contrôle du chauffage électrique dans le cadre de recherches antérieures a conduit à la sélection de la stratégie de réponse à la demande comme étant la plus appropriée pour ce type de système de contrôle. Cette stratégie est la mieux adaptée à l’évolution du comportement thermique de l’environnement intérieur et elle est susceptible de coexister avec plusieurs méthodes de contrôle, à savoir le contrôle prédictif, le contrôle ON/OFF et toutes autres méthodes de management d’énergie. Au-delà du développement de nouvelles méthodes de contrôle du chauffage, le but de ce projet est de fournir au marché émergent un nouveau thermostat performant doté des nouvelles techniques modernes de l’internet des objets, soit le contrôle à distance, la détection posturale humaine, la visualisation des données en temps réel et bien plus encore présentés dans ce rapport. Il ressort aussi des recherches antérieures que le développement d’un produit similaire contribue de manière significative à l’amélioration du processus de gestion de l’énergie, toutefois, il connaît de nombreuses limites. Les défis majeurs sont les suivants : la sélection adéquate du protocole et de la bonne technologie de communication des données entre les thermostats connectés et avec l’unité de contrôle principale, la sauvegarde des informations, l’interopérabilité entre les nouveaux composants électroniques ajoutés au système, la sécurité de fonctionnement du chauffage ainsi que le défi d’alimentation électrique des technologies modernes consommatrices d’électricité. Au terme de ce travail de recherche, la communication à distance via internet a été choisie pour l’échange des données de consommation énergétique. La mise en place d’un serveur avec une base de données rend possible un stockage sécurisé et garantit un accès facile à l’historique des données de consommation. En conclusion, plusieurs défis peuvent se révéler lors de la mise en œuvre expérimentale du système de chauffage.
Chauffage, Régulation, Gestion, Thermostats électroniques, Innovations, Commande intelligente, Commande électronique, Télécommande
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