Comment les véhicules électriques contribueront à stabiliser les réseaux de distribution et de transmission

15 novembre 2021
Stabilité du réseau avec les véhicules électriques
Stabilité du réseau avec les véhicules électriques

Les véhicules électriques fonctionnent uniquement grâce à l'électricité fournie par des batteries (généralement des batteries lithium-ion), qui ont une grande capacité de stockage de l'énergie pendant une longue période. Par conséquent, une personne qui part de chez elle avec sa voiture entièrement chargée ne risque pas de rester bloquée toute la journée, et c'est presque l'équivalent de la façon dont vous transporteriez en toute confiance un smartphone chargé. Cependant, cette capacité de stockage efficace que l'on trouve dans les véhicules électriques a d'autres applications qui m'intéressent, liées à la stabilité du réseau électrique. Le réseau électrique se compose de lignes de distribution et de lignes de transmission, qui peuvent sembler similaires mais qui sont très différentes. Les lignes de transmission transportent l'électricité à très haute tension de l'endroit où elle est produite vers les sous-stations de distribution, plus proches de l'endroit où elle est nécessaire. Par ailleurs, les lignes de distribution acheminent l'électricité à des tensions plus faibles vers les points de demande et de consommation, comme les industries, les bureaux, les maisons, les centres commerciaux, etc. Comment les véhicules électriques entrent-ils en jeu ? Je vais vous l'expliquer dans un instant.

Pourquoi la stabilité des réseaux de transport et de distribution est-elle un sujet de préoccupation/intérêt ?

Dans un réseau typique, il doit y avoir un flux constant pour assurer la longévité des lignes. Or, la plupart des réseaux que nous voyons aujourd'hui existent depuis plus de cinquante ans, et ils n'ont pas été conçus pour les récentes introductions d'énergies renouvelables que nous connaissons actuellement. Les sources d'énergie renouvelables et les ressources énergétiques décentralisées sont nouvelles pour le réseau et elles perturbent le mode de fonctionnement initialement prévu. Les sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne et l'énergie solaire ont une nature stochastique ; il n'est pas facile de prévoir la quantité d'énergie qu'elles produiront à certains moments. En Europe, la principale source d'énergie issue du bouquet d'énergies renouvelables est l'énergie éolienne, qui représente 426 TWh. La capacité du marché pour la production d'énergie éolienne devrait également atteindre 17 GW d'ici 2022 et 483 GW d'ici 2050, mais l'offre d'énergie éolienne fluctue. Malheureusement, avec ces projections, il est clair que l'énergie renouvelable est de plus en plus populaire, et l'électricité produite peut mieux arriver aux consommateurs via le réseau existant.Dans le système de réseau électrique, pour qu'il y ait une stabilité, la quantité d'électricité produite doit être consommée à cet instant. Cependant, avec la nature fluctuante des sources d'énergie renouvelables, cette stabilité n'est pas facile à atteindre sans introduire de nouvelles stratégies et techniques. L'un de ces moyens consiste à intégrer les véhicules électriques au réseau pour en assurer la stabilité. Voici comment :

Comment atteindre la stabilité du réseau grâce aux véhicules électriques ?

Comme je l'ai mentionné précédemment, les véhicules électriques ont des batteries qui peuvent être chargées dans des stations de recharge et qui servent à les alimenter lorsqu'ils sont utilisés. Cependant, des recherches ont montré que les conducteurs garent leur voiture jusqu'à 95 % de la journée. En fait, les véhicules électriques sont très efficaces en tant que dispositifs de stockage d'énergie, car les batteries peuvent être chargées et déchargées à tout moment lorsque cela est nécessaire. Il est intéressant de noter que les batteries sont utilisées plus efficacement lors d'une charge bidirectionnelle que lorsqu'elles sont simplement chargées et utilisées, même avec une charge intelligente unidirectionnelle. En fonction de la quantité d'énergie produite dans le réseau par ses sources et de la demande, il y a une charge de pointe, c'est-à-dire une demande excédentaire, et d'autres fois une charge hors pointe, c'est-à-dire une demande inférieure à l'énergie produite. C'est là que les véhicules électriques entrent en jeu grâce à la recharge intelligente et aux technologies V2G (Vehicle-to-grid). Pour que le V2G fonctionne bien, des technologies intelligentes sont mises en place pour permettre la communication entre les VE et les réseaux. Ainsi, des VE contrôlés intelligemment peuvent vendre de l'énergie au réseau pendant les pics de charge, alors qu'ils sont connectés au chargeur. De même, avec la recharge intelligente, la recharge se fait pendant les heures creuses, et il est possible de contrôler la quantité d'énergie utilisée.

Le statut actuel des véhicules électriques par rapport aux réseaux et ce à quoi il faut s'attendre.

La mise en œuvre du système V2G n'a pas pris l'ampleur qu'elle devrait, mais le chemin vers sa pleine utilisation a commencé. Récemment, les fabricants de véhicules électriques ont encouragé l'utilisation du V2G en organisant des essais pour les utilisateurs de VE. Par conséquent, davantage de véhicules électriques sont désormais plus intelligents, et leurs chargeurs aussi. Il existe également des applications qui permettent à la communication entre ces appareils de se dérouler sans accroc, et c'est ce dont le V2G a besoin. Lemarché des véhicules électriques connaît une croissance rapide et le nombre de véhicules électriques devrait atteindre 140 à 240 millions dans le monde d'ici 2030, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Comme de plus en plus de personnes adoptent des véhicules électriques, les gestionnaires de réseau doivent être préparés à la demande et à la dynamique de l'énergie.

Études de cas V2G pour la stabilité du réseau

Pour intégrer les véhicules électriques rechargeables ou hybrides dans le réseau, j'ai constaté que nous avons besoin de plus que de simples technologies. Nous avons besoin d'accords entre le gouvernement, les entreprises de services publics d'énergie et les fabricants de VE. Lorsque ces accords seront en place, il sera plus facile de parvenir à un réseau stable avec l'adoption du V2G. Un certain nombre de projets V2G notables sont en cours en Europe.Une entreprise d'électricité en Europe, E.ON, travaille avec Nissan pour assurer le développement du V2G depuis 2019, mais il y a encore beaucoup de travail à faire pour que les véhicules électriques soient pleinement adoptés. Ils ont déployé avec succès vingt (20) chargeurs V2G dans l'essai qu'ils ont commencé, vérifié sur le site de Nissan Cranfield. Ce premier essai a permis d'examiner comment les entreprises et les bureaux participants peuvent tirer profit de la génération de revenus tout en contribuant au réseau électrique. Grâce au financement britannique disponible, tous les participants bénéficieront de mesures incitatives et d'un forfait V2G hautement subventionné. Selon le responsable du programme V2G chez E.ON UK, c'est un pas de plus vers la mise sur le marché de chargeurs V2G. Avant le début du projet, deux véhicules électriques NISSAN étaient déjà dotés de capacités V2G, à savoir la LEAF et l'e-NV200, et ont été utilisés pour les essais. Cet essai a été réalisé en collaboration avec une entreprise de conduite électrique, We Drive Solar, et un fournisseur d'énergie au Portugal, Empresa de Electricidade da Madeira. Par conséquent, d'autres essais ont été prévus dans d'autres pays comme la France, la Suède, l'Allemagne, la Suisse et le Danemark.Pour ce projet de Renault, la recharge à bord a été utilisée pour optimiser le coût. Les projets pilotes ont pour but d'examiner le processus et de maximiser les avantages qui en découlent. Ils visent également à stabiliser le réseau et à encourager une plus grande utilisation des systèmes d'énergie solaire et éolienne. Les essais d'Utrecht portent sur 100 voitures solaires V2G (voitures Sion fabriquées par Sono Motors) qui ont été mises en service à côté de 500 chargeurs publics bidirectionnels. Si tous les véhicules sont branchés simultanément, ils peuvent fournir 1,1 MW aux réseaux. Un essai plus récent mené par OVO energy a consisté à déployer 320 chargeurs bidirectionnels, et jusqu'à présent, il s'est avéré concluant. Un bon nombre d'utilisateurs ont même augmenté le nombre de fois où ils se branchent, passant de deux fois par semaine à tous les jours, conscients de la valeur du V2G. Avec le tarif V2G, les utilisateurs de VE ont économisé jusqu'à 8 000 £ par an. En ce qui concerne la stabilité du réseau, cet essai a également montré de nombreux potentiels. Par exemple, début novembre 2020,150 des clients V2G d'OVO ont réagi lorsqu'il a été nécessaire de mettre fin à une panne de courant. Ils ont réussi à saboter la situation en branchant leurs VE.Sans vouloir saper les développements actuels, les normes de recharge doivent encore être améliorées, bien que de nombreux progrès aient été réalisés comme CHAdeMO. Cela est dû au fait que toutes les marques de VE et de chargeurs de VE n'ont pas adopté les développements existants. Toutefois, si nous parvenons à intégrer suffisamment de VE dans les réseaux, les sources d'énergie renouvelables qui alimentent le réseau ne poseront que peu ou pas de problèmes, ce qui permettra d'atteindre un équilibre total.Ce blog fait partie d'une série V2X. Continuez à lire les autres blogs de la série.

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