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Le chauffage intelligent de l’eau pourrait aider à la crise énergétique en Afrique du Sud

Le chauffage intelligent de l'eau pourrait aider à la crise énergétique en Afrique du Sud

En surveillant de manière centralisée quand les chauffe-eau domestiques (geysers) peuvent être allumés et éteints, l’Afrique du Sud peut réduire la demande d’électricité pendant les pics de consommation. Crédits: Shutterstock

La crise énergétique de l’Afrique du Sud a de nombreuses dimensions, allant du politique et de l’économie à la technologie et à l’environnement. Récemment, la compagnie d’électricité d’État Eskom n’a produit qu’environ 60% de sa capacité et a dû limiter son utilisation pour éviter les pannes régionales.

Le nouveau PDG d’Escom a réaffirmé l’importance de la gestion de la demande pour faire face à la crise. Mais son approche consistant simplement à «subventionner les ampoules à haut rendement énergétique» ne la diminuera pas. Le pays a besoin d’interventions drastiques – et des éléments de la quatrième révolution industrielle sont disponibles pour rendre cela possible. Ce sont: la connectivité sans fil, l’Internet des objets, l’analyse des mégadonnées, l’apprentissage automatique, l’intelligence artificielle et le contrôle centralisé intelligent.

L’un des plus gros consommateurs d’énergie en Afrique du Sud est le chauffe-eau électrique, ou « geyser ». On estime que 5,4 millions de chauffe-eau électriques dans les maisons et les bâtiments publics en Afrique du Sud utilisent environ 40 GWh d’énergie par jour, émettant plus de 4 GW, soit 12% de la capacité de fonctionnement du réseau aux heures de pointe.

Ce que nous oublions généralement, c’est que ces chauffe-eau sont parfaits pour stocker l’énergie thermique. Lorsque l’eau est chauffée, elle absorbe l’électricité et libère de la chaleur plus tard lorsque de l’eau chaude est utilisée, avec de petites pertes entre les deux. Cela les rend aptes à aligner les pics de demande du matin et du soir. L’inclusion centrale de la même dans le temps en dehors des heures de pointe répartirait la demande d’électricité plus uniformément pendant la journée.

Les avantages d’un chauffage de planification ne cessent cependant pas. Nos recherches ont montré que l’énergie qu’ils présentent et les émissions qui en résultent peuvent être considérablement réduites en appliquant un calendrier optimal – voir également notre calculateur de réseau utile.

Deux problèmes épineux concurrencent la consommation et l’énergie dans le chauffage de l’eau. L’un est la satisfaction du client. Le chauffe-eau le plus efficace et sans demande est celui qui ne s’allume jamais, mais qui veut une douche froide?

Le deuxième est la sécurité des clients. Un chauffe-eau à basse température peut favoriser la croissance de bactéries nocives. Nous en avons découvert des potentiellement mortelles Legionella bactéries dans les chaudières et les tuyaux en aval, et même dans les appareils de chauffage qui sont réglés à des températures élevées.

Que faire

L’arrêt de chaudière en vrac, appelé «contrôle de l’ondulation», est utilisé depuis des décennies pour gérer la demande. Mais cette approche à sens unique n’est pas suffisante pour assurer des économies d’énergie et peut conduire à des utilisateurs mécontents.

Le chauffage intelligent de l'eau pourrait aider à la crise énergétique en Afrique du Sud

Régulateur de chauffe-eau électrique. Fourni par l’auteur.

Le problème peut être surmonté avec les outils de la quatrième révolution industrielle. Ils peuvent réduire la quantité d’énergie que les clients utilisent pour chauffer l’eau, et donc la charge globale sur le réseau, sans sacrifier les utilisateurs ni encourager la maladie. Nous l’avons montré dans notre article récemment publié sur le confort, la charge maximale et l’énergie.

Un réseau de chauffe-eau intelligents est nécessaire pour tirer pleinement parti de la planification des chauffe-eau. Ils mesurent et rapportent la consommation d’eau et d’énergie, contrôlent à distance le programme de chauffage et la température de chaque chauffe-eau et peuvent apprendre les modèles de comportement des utilisateurs.

Les chauffe-eau individuels pourraient être allumés et éteints de manière centralisée, ce qui permettrait une répartition plus uniforme de la demande d’électricité tout au long de la journée, garantissant des économies d’énergie optimales pour tous. Nous avons développé et utilisé un tel réseau dans nos recherches et montré l’efficacité d’une telle solution.

En introduisant une distribution température-température optimale individualisée, nous avons montré que les économies d’énergie de l’ordre de 8% à 18% sont réelles. Cela ne tient pas compte des économies supplémentaires qui en résulteront, car une utilisation involontaire d’eau chaude se fera à des températures plus basses.

Il élimine également les économies réalisées grâce aux informations de compteur intelligent haute résolution, entraînant un changement de comportement. Compte tenu de ces ajouts, nous avons constaté une économie d’énergie de 29%, bien que dans un petit échantillon.

L’effet de la tromperie

Cette technologie peut potentiellement réduire les habitudes diesel coûteuses en Afrique du Sud, réduire l’impact du dioxyde de carbone dans le pays et réduire le seuil de démarrage pour les disparitions de roues d’au moins 2 GW.

Avec un déploiement accru et une dépendance à l’énergie solaire et éolienne imprévisible, un réseau de chauffe-eau intelligents résistants aux retards pourrait aider à stabiliser le réseau.

Les assureurs sont susceptibles de jouer le rôle d’intermédiaire entre l’utilisateur et le service public, car les chauffe-eau intelligents limitent les dommages causés par des défaillances mécaniques. Avec des milliers de radiateurs sous leur contrôle, ils pourraient alors vendre la gestion de la demande à grande échelle à grande échelle en tant que service à un centre de services en difficulté, tout en fournissant un service à valeur ajoutée aux clients. De plus, la modernisation des chauffe-eau existants créera des emplois pour les installateurs et stimulera la production locale. Étant donné l’impact multidimensionnel de l’extinction, tous les nouveaux chauffe-eau devraient être intelligents dès le départ.


Le chauffe-eau instantané offre des économies d’énergie et de coûts


Il fournit
Conversation


Cet article a été republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.Parlez

Citation:
Le chauffage intelligent de l’eau pourrait contribuer à la crise énergétique en Afrique du Sud (2020, 3 février)
récupéré le 11 mai 2020
s https://techxplore.com/news/2020-02-smart-south-africa-energy-crisis.html

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