Les réseaux électriques intelligent ou Smart Grid

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Description détaillée

Le meilleur moment pour effectuer la charge de la voiture électrique n'étant pas forcément la nuit mais plutôt lorsque l'on dispose d'électricité produite par des sources d'énergies renouvelables non exploités.

La caractéristique de l'électricité est qu'elle est très difficile à stocker : à tout moment, la quantité d'électricité demandée par le consommateur doit être égale à la quantité injectée sur le réseau de manière quasi-immédiate pour éviter le black-out. Cet équilibre entre l'offre et la demande est aujourd'hui atteint de deux manières : en prévoyant la consommation électrique sur la base des données historiques et des conditions climatiques et en ajustant en permanence la production. Sur le réseau actuel, l'électricité circule principalement dans un sens unique : des producteurs aux consommateurs.

Depuis quelques années, de plus en plus de sources d'électricité d'origine renouvelable (éolien, photovoltaïque, hydraulique) sont reliées au réseau électrique. L'intermittence de certaine production (l'éolien dépend du vent, le photovoltaïque du soleil) la rend très difficile à intégrer au réseau et ne correspond pas forcément aux périodes de consommation de pointe (19h). L'électricité produite, ne pouvant être stockée, est alors perdue. Le développement des énergies de sources renouvelables est ainsi souvent freiné par une inadéquation des moyens de production avec le fonctionnement du réseau actuel.

C'est là qu'intervient le réseau intelligent appelé aussi "Smart Grid" qui a pour objectif de stocker l'énergie électrique produite par les centrales à énergies renouvelables (lorsque c'est possible) et la restituer au moment de la demande sans nécessité l'allumage d'une centrale thermique polluante. Il y a donc sur ce type de réseau électrique une gestion de "l'offre et de la demande" très poussée pour favoriser l'utilisation d'énergie renouvelable.
Le smart grid permet donc d'ajuster en temps réel la consommation électrique grâce à la mise en commun d'informations. Avec ce modèle les appareils seraient capables de dialoguer avec le compteur électrique et par extension avec le réseau et ainsi d'éviter de se mettre en marche lors des pics de consommation.

Le véhicule électrique est donc une pierre angulaire au bon développement du Smart Grid car il est un fort consommateur d'électricité mais avec sa capacité de stockage lié à ses batteries il est également un acteur du smart grid.

La batterie connecté joue ici un rôle important puisqu'elle permettra de communiquer avec le réseau sur son statut de charge et les possibilités "d'offre et demande", suivant une plage horaire, qu'elle peut fournir.


Pour le service après-vente pas de gros changement cette nouvelle technologie ne va pas apporter d'activité nouvelle dans l'atelier cependant le système multimédia pourra comporter un "entretien" régulier qui consistera en une mise à jour du dit système voir des paramétrages qui pourront dans ce cas faire appel à de nouvelles compétences.


Pour bien comprendre l'enjeu du réseau intelligent voilà un graphique représentant la consommation électrique d'une journée en hiver.

On peut y voir :

• Une demande faible la nuit
• Une demande moyenne le jour entre 7h et 18h30
• Un pic de consommation entre 18h30 et 20h30
• Puis baisser progressivement vers une demande faible.

Mise en situation

Besoin moyen :
Sur un réseau classique avec quelques consommateurs (journée).

Les différentes productions suffisent à alimenter la demande mais il reste difficile de fonctionner uniquement sur de l'énergie renouvelable tant ce type de production est instable.


Pic de consommation :
Sur un réseau classique avec beaucoup de consommateurs. (Heure de pointe de consommations 19h par exemple)

Afin d'éviter que le réseau électrique ne "s'écroule" les centrales fonctionnent à plein régime pour subvenir à la demande.
Dans ce cas le surplus d'électricité est produit par des centrales thermiques. Ce sont les seules qui peuvent fournir un appoint (rapide) à la demande et être éteinte quand nous n'en avons plus besoin.


Besoin faible :
Sur un réseau classique avec moins de consommateurs (la nuit par exemple)

Il faut à présent éteindre les centrales thermiques qui ne servent plus.
L'énergie produites par les centrales nucléaires et les centrales à énergies renouvelables est perdu pour la plupart.

 
Sur un réseau intelligent

Les systèmes de stockages (voiture électrique, voitures hybrides rechargeables, pack batterie…) vont :

• Stockés le surplus d'énergie produite en journée, notamment renouvelable
• La restituer au moment de l'heure de pointe et ainsi éviter l'allumage d'une centrale thermique.
• Se recharger la nuit et éviter la perte de cette électricité produite, qu'elle soit renouvelable ou pas à une période ou la consommation est basse.

Projet en cours (2016) :

• Renault au Pays Bas développe un projet (Recharge Solaire Intelligente) qui consiste à :

•    Mettre 150 Zoé en autopartage
•    Rechargé grâce à 1000 chargeurs intelligent
•    Alimenter par 10000 panneaux solaires
•    Le tout relier à un réseau électrique intelligent afin de gérer l'offre et la demande.

L'objectif est de réaliser une connexion entre la voiture et le réseau électrique, le chargeur solaire sera capable de :
•    Recharger la voiture électrique,
•    Ou de la décharger,
•    Ou d'envoyer la production des panneaux solaires sur le réseau
En fonction des pics de consommation et permettre ainsi l'utilisation d'énergie renouvelable.

• Autre projet sur lequel participe Renault, le projet ELSA :

L'utilisation de batterie de voiture électrique dans une deuxième vie.
En effet dès lors que l'autonomie de la batterie passe sous le seuil de 80% elle est remplacée mais elle peut servir à autre chose.

Il s'agit donc d'utiliser ces batteries dans un système de stockage stationnaire d'électricité. Les deux objectifs principaux du projet européen ELSA sont d'augmenter la production locale d'énergie renouvelable que l'on pourra stocker dans ces batteries stationnaires et d'accélérer la transition vers des réseaux d'énergie intelligents.

• Tesla participe également au développement du réseau intelligent.

Il travaille ainsi en partenariat avec la société Solar city à la mise en place d'une infrastructure suivante :
•    Installation de panneaux solaire (Solar city)
•    Installation de pack batterie stationnaire (Tesla "Power Pack")
•    Installation d'une box de charge pour la voiture électrique
•    Mise en place du gestionnaire d'énergie intelligent

En fonction des besoins les panneaux solaires :
•    Alimente le réseau électrique
•    Alimente la maison
•    Recharge les batteries des Power Pack
•    Recharge la batterie de la voiture électrique

Les Power Pack peuvent donc :
•    Stocker l'énergie produite par les panneaux solaire
•    Alimenter la maison
•    Alimenter le réseau électrique
•    Recharger la voiture électrique

La voiture électrique peut :
•    Stocker l'énergie produite par les panneaux solaire
•    Alimenter la maison
•    Alimenter le réseau électrique 

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Méthodes et pratiques

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Impact sur les compétences en atelier

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