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Connecter des éléments intelligents dans le réseau énergétique de demain

Les infrastructures énergétiques du futur nécessiteront des réseaux d’énergie hautement sophistiqués, profondément connectés et automatisés, qu’on désigne sous le terme de réseaux intelligents. Le projet CONNECT a procédé à la démonstration de solutions innovantes à travers l’Europe.

Énergie

Les technologies intelligentes jouent un rôle crucial pour l’ensemble des composantes d’un réseau électrique, de la production à la consommation, en passant par la transmission et la distribution. Cela se traduit par un système plus réactif, efficace et respectueux de l’environnement. L’initiative CONNECT a permis de réduire les pics de demande de manière significative en y intégrant des systèmes photovoltaïques et des batteries de stockage afin de réduire la dépendance à l’égard des sources d’énergie primaires, et donc l’empreinte carbone.

Une énergie intelligente et efficace au service de la population

«Dans quatre cas d’utilisation européens de CONNECT, en Allemagne, en Espagne, en Italie et aux Pays-Bas, les convertisseurs bidirectionnels ont atteint une efficacité de 98,5 %», explique Holger Schmidt, coordinateur du projet CONNECT. Les flux d’énergie bidirectionnels optimisent la production distribuée, par exemple grâce aux panneaux photovoltaïques installés sur les toits des bâtiments. «Même de petites améliorations de l’efficacité ont un impact énorme en raison de la forte puissance en jeu, qui peut atteindre 300 kW», explique-t-il. La gestion intelligente de l’énergie proposée par CONNECT a permis de réduire la demande d’électricité, en particulier pendant les périodes de pointe. Les stratégies mises en œuvre comprenaient une programmation efficace de la charge, une utilisation intelligente du stockage de l’énergie et un usage efficace des sources d’énergie renouvelables afin de faire correspondre l’offre et la demande. L’infrastructure de communication de CONNECT offre le niveau de sécurité le plus élevé en matière de communication (de bout en bout), tout en assurant une interopérabilité à des débits de données élevés et modulables. Cela en fait une base indispensable, aussi bien pour parvenir à exploiter les convertisseurs de manière optimale que pour appliquer les procédures de gestion de l’énergie.

Contrôle du flux énergétique dans un «parc relais» aux Pays-Bas

CONNECT a présenté son système de contrôle du flux énergétique au Transferium de Bois-le-Duc, aux Pays-Bas. Dans les endroits où les navetteurs et les acheteurs soucieux de leur consommation d’énergie laissent leur voiture et poursuivent leur trajet dans les transports publics ou à vélo, l’accent a été mis sur l’optimisation et la stabilisation du réseau dans une infrastructure de micro-réseau réelle destinée à la recharge des véhicules électriques. L’équipe a démontré qu’il était possible de réduire la puissance de pointe à l’aide de la programmation de la charge, grâce à des interactions coopératives entre les sous-systèmes photovoltaïques, le système de batteries, les chargeurs rapides pour les bus et les chargeurs lents pour les voitures. Les mesures ont montré que l’ensemble du système pouvait réduire la puissance active prélevée sur le réseau principal (en particulier grâce au nouveau chargeur rapide de bus fonctionnant à une puissance élevée, comprise entre 100 et 300 kW) pendant les intervalles de charge. Un seuil de fonctionnement de la batterie, qui peut être optimisé pour différents types de services de réseau, s’avère donc efficace pour suivre les demandes des chargeurs et leurs effets sur la connexion au réseau. «Nos données suggèrent qu’il est possible d’obtenir une réduction de puissance d’au moins 50 % si des convertisseurs de batterie stationnaires combinés à des systèmes photovoltaïques viennent compléter le micro-réseau», fait remarquer Holger Schmidt.

Une gestion coopérative de l’énergie

Pour vérifier le contrôle de la demande d’énergie, CONNECT a étudié un groupe de bâtiments à Poblenou, un quartier de Barcelone. Deux immeubles résidentiels, deux écoles, un centre civique et un immeuble de bureaux présentant divers profils de consommation électrique ont fait l’objet d’un suivi au fil des saisons: un jour de semaine et un week-end en été, ainsi qu’un jour de semaine et un week-end en hiver. La réduction de la demande, c’est-à-dire le pourcentage de la consommation totale d’électricité ne provenant pas du réseau principal, a varié entre 32 % et un chiffre impressionnant de 71 %, tandis qu’aux heures de pointe, la réduction de la demande était comprise entre 34 % et 46 %. Holger Schmidt explique: «Ce taux de réduction élevé a été obtenu pendant les jours d’été, au moment où la production d’énergie photovoltaïque est à son maximum.» L’avenir des travaux de CONNECT s’avère prometteur et les partenaires vont exploiter les résultats obtenus au niveau des composants et des sous-systèmes. Ils intégreront par exemple les réalisations du projet afin d’améliorer les produits ou en créeront de nouveaux. «D’autre part, en nous appuyant sur les résultats de CONNECT, nous avons pu développer la proposition de suivi PROGRESSUS, également financée par l’UE, qui a débuté en avril 2020 et durera trois ans», conclut Holger Schmidt.

Mots‑clés

CONNECT, réseau, pic de demande, gestion de l’énergie, bidirectionnel, réseau intelligent, conversion d’énergie

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