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Research unit
SFOE
Project number
SI/501332
Project title
Détermination du potentiel de flexibilisation de la demande électrique

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Publications / Results
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Schlussbericht
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CategoryText
Key words
(French)
demande électricité, flexibilisation
Short description
(French)

Le projet FLEXI vise à répondre à la question du potentiel de flexibiiisation de la demande d'électricité des ménages, afin de maximiser la part de consommation locale d'énergie solaire photovoltaïque. La phase 2 du projet a pour but de mettre en place une véritable tarification incitative et dynamique auprès de ménages. Cette facturation dynamique est menée de manière à simuler des tarifs électriques d'un approvisionnement avec une forte composante d'énergie photovoltaïque. Grâce â la taille de l'échantillon, la taille des groupes permettra d'obtenir des résultats fiables. Grâce à la facturation réelle, les récompenses monétaires aux ménages seront directement liées aux modifications de comportement en matière de consommation d'électricité.

Publications / Results
(French)
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Schlussbericht
(German)
Dieser Bericht stellt die Ergebnisse eines Feldversuchs vor, in dem der Stromverbrauch von rund 600 Haushalten über einen Zeitraum von mehr als 3 Jahren analysiert wurde. Die Lastkurven wurden von der Société des Forces Électriques de La Goule erstellt, die rund 8.000 Haushalte im Jura versorgt. Alle Kunden von La Goule sind mit intelligenten Zählern ausgestattet, die den Stromverbrauch jede Stunde (oder sogar 15 Minuten) übertragen. Diese Daten ermöglichen eine detaillierte Analyse der Intraday-Verbrauchsmuster. Das in diesem Projekt behandelte Thema betrifft die Lücke zwischen dem Stromverbrauch der Haushalte (der abends sein Maximum erreicht) und der Solarenergieproduktion (der Mitte des Tages sein Maximum erreicht). Um diese Lücke zu schliessen, wird unter anderem die Beeinflussung des Stromverbrauchs durch so genannte Demand Management Massnahmen betrachtet. Ziel des Projekts ist es daher, die Flexibilität des Stromverbrauchs der Haushalte zu bewerten, um festzustellen, ob die Nachfrage tatsächlich einen Teil des verfügbaren Stroms in Zeiten hoher photovoltaischer Energieerzeugung aufnehmen könnte. Dazu wurde eine “randomisierte kontrollierte Studie” mit zwei Behandlungen für mehr als ein Jahr durchgeführt. In der ersten Behandlung sahen sich die Haushalte mit einem alternativen Preissystem konfrontiert, bei dem der Strompreis zwischen 11 und 15 Uhr gegenüber dem Normalpreis um 15 Rp/kWh gesenkt wurde, während der Preis für den Rest des Tages um 4 Rp/kWh erhöht wurde. In der zweiten Behandlung sahen sich die Haushalte mit alternativen Preisen konfrontiert, die mit den gleichen Preissenkungen und -erhöhungen verbunden waren, aber die Zeiten niedriger und hoher Preise hingen von den Wettervorhersagen für das Sonnenlicht ab. Jeden Abend erhielten diese Haushalte eine SMS, in der sie über die vergünstigten Zeitfenster für den Folgetag informiert wurden, die möglicherweise von 10 bis 19 Uhr lagen. Ziel beider Behandlungen war es daher, finanzielle Anreize für die Haushalte zu schaffen, ihren Konsum auf die Tagesmitte zu verlagern. Es wurden technische und ökonometrische Analysen durchgeführt. Im Allgemeinen scheint es, dass die Reaktionen der Haushalte relativ bescheiden waren. Während das theoretische Flexibilitätspotenzial auf durchschnittlich 17% geschätzt wird, beträgt die tatsächliche Verschiebung des Verbrauchs einige Prozentpunkte. Die Haushalte in den Behandlungsgruppen erhöhten ihren Konsum in den Niedrigtarifphasen sehr leicht, passten ihn aber in den Hochtarifphasen nicht unbedingt an. Allerdings gibt es signifikante Unterschiede in den Reaktionen der Haushalte. Es ist auch zu beachten, dass trotz der erheblichen Schwankungen der Strompreise, die durch die Anreizpreisgestaltung erzeugt wurden, die potenziellen Gewinne oder Verluste für die Haushalte höchstens einige Franken pro Monat betrugen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die Reaktionen nicht sehr stark waren. Letztendlich zeigen die Projektergebnisse, dass die Steuerung der Stromnachfrage allein durch dynamische Preisgestaltung nicht unbedingt einfach sein wird. Angesichts des aktuellen Preisniveaus in der Schweiz reichen rein monetäre Anreize möglicherweise nicht aus, um das Konsumverhalten zu ändern. Andererseits scheint sich bei den Haushalten, die den Sprung wagen, in eine Solar- Photovoltaikanlage zur Stromgewinnung zu investieren, eine deutlichere Veränderung des Verbrauchsverhaltens abzuzeichnen. Ohne den Netzanschluss zu unterbrechen, haben die Haushalte jedes Interesse daran, ihre erzeugte Energie so zu nutzen, dass ihre Stromrechnungen sinken. Bei den Eigentümern von Solaranlagen ist daher eine Tendenz zur Reduzierung des Verbrauchs außerhalb von PV-Produktionszeiten zu beobachten.
Schlussbericht
(English)
This report presents the results of a field experiment, in which the electricity consumption of about 600 households was analysed over a period of more than 3 years. The load curves were provided by the Société des Forces Électriques de La Goule, which supplies about 8,000 households in the Jura region. All customers of La Goule are equipped with smart-meters, which transmit electricity consumption every hour (or even 15 minutes). Such data allow a detailed analysis of intraday consumption patterns. The issue addressed in this project concerns the mismatch between household electricity consumption (which reaches its maximum in the evening) and solar energy production (which reaches its maximum in the middle of the day). In order to reduce this gap, one solution considered is to influence electricity consumption through so-called demand-side management. The objective of the project is thus to assess the flexibility of household electricity consumption in order to determine whether demand could actually absorb part of the electricity available during peaks of photovoltaic energy production. To do this, a randomized controlled trial with two treatments was implemented for more than one year. In the first treatment, households faced an alternative pricing system in which the price of electricity was reduced by 15 cents/kWh between 11am and 3pm compared to the normal price, while the price was increased by 4 cents/kWh the rest of the day. In the second treatment, households faced alternative pricing involving the same price reductions and increases, but the periods of low and high prices depended on sunshine weather forecasts. Every night, these households received an SMS informing them of the reduced rate time slots for the following day, which potentially ranged from 10am to 7pm. The objective of both treatments was therefore to provide financial incentives for households to shift their consumption to the middle of the day. Technical and econometric analyses were carried out. In general, it appears that household reactions have been relatively modest. Indeed, while the theoretical potential for flexibility is estimated at 17% on average, the actual displacement of consumption reaches a few percentage points. Households in the treatment groups actually increased their consumption very slightly during low tariff periods, but did not necessarily adjust it during high tariff periods. However, there are significant differences in reactions between households. It should also be noted that despite the significant variations in electricity prices generated with the incentive pricing, the potential gains or losses for households amounted to at most a few francs per month. It is therefore not surprising that the reactions were not very strong. In the end, the project results show that managing electricity demand solely through dynamic pricing will not be easy. Given current price levels in Switzerland, purely monetary incentives may not be sufficient to change consumption patterns. On the other hand, a more marked change in consumption patterns seems to be appearing among households that are taking the plunge to invest in a solar photovoltaic installation to obtain electricity. Without disconnecting from the grid, households have every interest in consuming their energy produced in such a way as to reduce their electricity bills. A tendency to reduce consumption outside PV production periods has thus been observed among owners of solar installations.
Schlussbericht
(French)
Ce rapport présente les résultats d’une expérience de terrain, dans laquelle la consommation d’électricité d’environ 600 ménages a été analysée sur une période de plus de 3 ans. Les courbes de charge ont été mises à disposition par la Société des Forces Électriques de La Goule, qui approvisionne environ 8'000 ménages de la région du Jura. Les compteurs intelligents, dont sont équipés l’ensemble des clients de La Goule, transmettent les consommations d’électricité chaque heure (voire quart d’heure), ce qui permet une analyse détaillée des habitudes de consommations intra-journalières. La problématique traitée dans ce projet concerne le décalage entre consommation d’électricité par les ménages (qui atteint son maximum en soirée) et production d’énergie solaire (qui atteint son maximum en milieu de journée). Afin de réduire ce décalage, une solution envisagée est d’influencer la consommation d’électricité par des mesures dites de gestion de la demande. L’objectif du projet est ainsi d’évaluer la flexibilité de la consommation d’électricité par les ménages, afin de déterminer si la demande pourrait effectivement absorber une partie de l’électricité disponible lors des périodes de forte production d’énergie photovoltaïque. Pour ce faire, un “essai contrôlé randomisé” comprenant deux traitements a été mis en place durant plus d’une année. Dans le premier traitement, les ménages ont fait face à une tarification alternative dans laquelle le prix de l’électricité était réduit de 15 cts/kWh entre 11h et 15h par rapport au prix normal, alors que le prix était majoré de 4 cts/kWh le reste de la journée. Dans le second traitement, les ménages ont fait face à une tarification alternative impliquant les mêmes réductions et augmentations de prix, mais les périodes de bas et haut tarifs dépendaient des prévisions météorologiques d’ensoleillement. Chaque soir, ces ménages recevaient un SMS les informant des plages horaires de tarif réduit pour la journée du lendemain, qui s’étendaient potentiellement de 10h à 19h. Les deux traitements avaient donc pour objectif d’inciter financièrement les ménages à déplacer leur consommation vers le milieu de la journée. Des analyses d’ordre techniques et économétriques ont été effectuées. De manière générale, il apparaît que les réactions des ménages ont été relativement modestes. En effet, alors que le potentiel théorique de flexibilisation est évalué à 17% en moyenne, le déplacement effectif de consommation se monte à quelques points de pourcentage. Les ménages des groupes de traitement ont très légèrement augmenté leur consommation pendant les périodes de bas tarif, mais ne l’ont pas forcément adaptée dans les périodes de haut tarif. Des écarts importants de réactions existent cependant entre les ménages. Il faut, de plus, remarquer que malgré les variations importantes générées dans le prix de l’électricité avec les tarifications incitatives, les gains ou pertes potentiels des ménages s’élevaient tout au plus à quelques francs par mois. Il n’est donc pas si surprenant que les réactions n’aient pas été très marquées. Au final, les résultats du projet mettent en évidence que gérer la demande d’électricité uniquement au travers de tarifications dynamiques ne sera pas forcément chose aisée. Étant donné les niveaux de prix actuels en Suisse, des incitations uniquement monétaires pourraient s’avérer insuffisantes pour modifier les habitudes de consommation. En revanche, un changement plus marqué des habitudes de consommation semble apparaître chez les ménages qui font le pas d’investir dans une installation solaire photovoltaïque pour s’approvisionner en électricité. Sans pour autant se déconnecter du réseau, les ménages ont tout intérêt à consommer leur énergie produite de sorte à réduire leur facture d’électricité. Une tendance à réduire la consommation en dehors des périodes de production PV a pu ainsi être observée chez les propriétaires d’installations solaires.
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