L’arbitrage en fonction du temps d’utilisation (TOU) – charger une batterie pendant les heures creuses d’électricité bon marché et la décharger pendant les heures de pointe coûteuses – est l’une des sources de revenus les plus accessibles pour le stockage commercial de batteries. Que votre site paie des frais de demande, dispose d'un tarif d'électricité TOU ou participe aux signaux de prix du marché de gros, le principe est le même : acheter à bas prix, vendre (ou utiliser) à un prix élevé. Ce guide couvre les aspects économiques, la logique de planification et le moment où les chiffres fonctionnent réellement.
L'économie de base de l'arbitrage
Les revenus d’un cycle d’arbitrage TOU sont :
Revenu = (Énergie de décharge × Tarif de pointe) – (Énergie de charge × Tarif hors pointe)
Où énergie de charge = énergie de décharge ÷ efficacité aller-retour. Pour un Sunrow ST255CS-2H avec une efficacité aller-retour de 92 %, 100 kWh déchargés nécessitent 108,7 kWh chargés.
Exemple avec les tarifs TOU commerciaux typiques du Royaume-Uni :
- Tarif heures creuses (23h00-07h00) : 0,08 £/kWh
- Tarif de pointe (16h00-19h00) : 0,28 £/kWh
- Charge : 108,7 kWh × 0,08 £ = 8,70 £
- Valeur de décharge : 100 kWh × 0,28 £ = 28,00 £
- Revenu net par cycle : 19,30 £
A 1 cycle par jour, 365 jours/an : 7 045 £/an pour 100 kWh de capacité de décharge. Un système de 500 kWh génère environ 35 000 £/an à partir du seul arbitrage TOU, avant de tenir compte de la réduction des frais de demande de pointe.
Écart tarifaire minimum pour la viabilité
L’écart tarifaire minimum pointe/heures creuses pour rendre l’arbitrage TOU viable dépend du coût de la batterie et du nombre de cycles :
| Coût en capital du BESS ($/kWh) | Objectif de récupération (années) | Cycles/an | Spread minimum ($/kWh) |
|---|---|---|---|
| 200 $/kWh (barème utilitaire) | 7 ans | 365 | Répartition de 0,10 $/kWh |
| 300 $/kWh (conditionné C&I) | 7 ans | 365 | Répartition de 0,15 $/kWh |
| 400 $/kWh (C&I installé) | 7 ans | 365 | Répartition de 0,20 $/kWh |
| 400 $/kWh (C&I installé) | 5 ans | 365 | Répartition de 0,28 $/kWh |
Marchés avec des spreads TOU élevés : Royaume-Uni, Australie, Californie, certaines parties de l'Allemagne, Corée du Sud et marchés avec une pénétration importante des énergies renouvelables qui crée une grande divergence de prix entre l'excédent de midi et le pic du soir. Marchés où l'arbitrage TOU est à peine limité : Chine (petite répartition des TOU dans la plupart des provinces), Russie (principalement tarifs forfaitaires), plupart des pays de la CEI.
Empiler l'arbitrage avec l'écrêtement des pics
L’analyse de rentabilisation la plus convaincante de C&I BESS combine l’arbitrage TOU avec la réduction des charges liées à la demande – ces deux utilisations sont souvent compatibles car :
- Les frais de demande culminent généralement l’après-midi/le soir – au même moment que les tarifs de pointe TOU
- Une batterie qui se décharge aux heures de pointe pour l'arbitrage TOU réduit également la mesure de la pointe de consommation du site
- La valeur combinée de l'arbitrage TOU + de l'écrêtement des pointes double ou triple souvent le retour sur investissement de l'une ou l'autre application seule.
L’algorithme de planification doit être correctement paramétré : la batterie ne doit pas être épuisée sur l’arbitrage TOU avant que le pic de demande ne survienne. Un bon système de gestion de l'énergie (EMS) prédit le profil de charge quotidien et réserve une capacité suffisante pour réduire la demande de pointe, en utilisant le reste pour l'arbitrage.
Sungrow BESS et EMS pour l'arbitrage TOU
Sungrow's ST255CS-2H et MBL160 BESS inclut un EMS intégré avec une capacité de planification TOU :
- Planifications tarifaires configurables en fonction de l'heure d'utilisation (jusqu'à 8 tranches horaires par jour)
- Mode d'auto-apprentissage qui s'adapte aux profils de charge historiques
- Intégration avec iSolarCloud pour la gestion et le remplacement des plannings à distance
- Mode limite de demande : définit un seuil de puissance d'importation maximum, déchargeant automatiquement la batterie si l'importation approche de la limite
- Priorité à l'autoconsommation solaire : peut être définie pour donner la priorité à l'autoconsommation photovoltaïque par rapport à l'arbitrage TOU - pertinent lorsque les exportations solaires rapportent un taux inférieur au coût de charge hors pointe.
Impact du cycle de vie sur l'économie de l'arbitrage TOU
Un cycle complet par jour = 365 cycles/an. Le Sungrow MBL160 est conçu pour 8 000 cycles – à 365 cycles/an, la batterie dure 21,9 ans, bien au-delà de la garantie de 10 ans. La dégradation du cycle est l'autre facteur : la capacité de la batterie diminue d'environ 20 % au cours de la période de garantie (rétention de capacité de 80 % garantie à la fin de la garantie). Modélisez cela en réduisant les revenus de la première année de 0,8 % par an en raison de la diminution de la capacité : l'impact sur le TRI est généralement de 1 à 2 points de pourcentage sur une analyse sur 10 ans.