Contrôle flou et par anticipation d'un accumulateur/échangeur de chaleur hybride

Abstract

Une architecture de contrôle pour gérer le stockage de chaleur dans un dispositif qui emmagasine simultanément, sous forme sensible, les énergies solaire et électrique est développée. L'accumulateur/échangeur de chaleur hybride stocke la chaleur solaire pendant les journées ensoleillées pour la restituer plus tard la nuit ou durant les journées nuageuses. Le système emmagasine également l'énergie électrique pendant les heures creuses de la journée afin de la restituer durant les heures de pointe. Afin de caractériser le comportement thermique de l'accumulateur ainsi que la pièce dans laquelle il est situé, un modèle numérique a été créé. Un protoype expérimental du dispositif de stockage a également été réalisé. Les écarts entre les résultats prédits numériquement et ceux mesurés expérimentalement sont faibles, ce qui indique que le modèle numérique simule fidèlement la réalité. Au niveau du contrôle, la stratégie développée combine en cascade deux types de contrôleur qui utilisent chacun les prévisions météorologiques: Un contrôleur flou pour évaluer la quantité d'énergie électrique à stocker dans l'accumulateur, et un contrôleur par anticipation pour déterminer le profil de consommation électrique du système d'appoint. Les résultats montrent que l'architecture de contrôle est de loin supérieure aux contrôleurs classiques. Le confort des occupants est assuré en tout temps, i.e. aucune surchauffe dans la pièce ne se produit et la consigne de température est toujours respectée. Le contrôleur permet également de diminuer de 24% la consommation énergétique totale comparativement à un système de chauffage par plinthes électrique. Finalement, en consommant 94% de l'électricité pendant les heures creuses de la journée, la loi de contrôle minimise la consommation électrique durant les heures de pointe et réduit par le fait même les coûts reliés au chauffage dans le cas où une tarification différentiée (entre les heures creuses et de pointe) est appliquée.