Par Jeremy Cook
Comment les solutions énergétiques de micro-réseaux peuvent créer une énergie moins chère et plus fiable
Les micro-réseaux sont de petits réseaux d’installations de production et de stockage d’énergie, répartis entre un nombre limité d’utilisateurs locaux. Normalement, les micro-réseaux sont reliés au réseau plus vaste. Lorsque cela s’avère nécessaire, ils doivent pouvoir fonctionner de manière isolée, comme des îlots, c’est-à-dire entièrement coupés du réseau électrique régional.
Un générateur de secours permanent ou une banque de stockage solaire/batterie pourrait être considéré(e) comme une forme de micro-réseau personnel s’il/elle peut fonctionner de manière indépendante, mais ici nous considérerons les micro-réseaux en réseau. Notez que les sources d’énergie complémentaires (telles que l’énergie solaire) ne peuvent pas toutes fonctionner hors réseau et ne répondraient donc pas à l’une ou l’autre définition à moins d’être correctement configurées en ce sens.
Panne d’électricité suite à l’ouragan Ian : Une alternative énergétique au micro-réseau ?
Fin septembre 2022, l’ouragan Ian a laissé un chemin de destruction à travers la Floride, entraînant une panne d’électricité temporaire (mais longue dans certains cas). Même certaines parties de la Caroline du Sud ont été touchées après le bref voyage de la tempête au-dessus de l’Atlantique, exposant une fois de plus notre fragilité face à la nature, ainsi que celle du réseau électrique.
Comme pour tous les ouragans, nous avons observé une ruée vers les petits générateurs pour alimenter les systèmes d’éclairage, les réfrigérateurs et les ventilateurs. Ceux-ci peuvent apporter une solution partielle mais ils ne sont pas capables d’alimenter le bien le plus précieux de la Floride : le climatiseur central. Quelques rares personnes, cependant, n’ont pas le même genre d’angoisse lorsque le réseau est en panne : celles qui ont des générateurs de secours installés en permanence sur leur maison. D’autres peuvent disposer de technologies plus récentes qui intègrent des systèmes solaires et des batteries, ou même des véhicules électriques, pour permettre un fonctionnement hors réseau. Malheureusement, l’une ou l’autre de ces options peut s’avérer d’un coût prohibitif pour quelque chose que vous utiliserez de façon peu fréquente.
Les options actuelles consistent à compter sur le réseau électrique omniprésent pour répondre à tous vos besoins ou à créer une autosuffisance totale. Le concept de micro-réseau présente une troisième possibilité sous la forme d’une alimentation électrique communautaire à petite échelle. En plus de la résilience contre les pannes, les micro-réseaux permettent l’intégration des énergies renouvelables et de la production locale qui peuvent réduire les coûts d’électricité courants.
Comment fonctionnent les micro-réseaux
Les micro-réseaux, de par leur nature même, sont conçus pour fonctionner avec une variété de sources d’alimentation, en équilibrant intelligemment les charges entre les méthodes de production les plus efficaces et les plus rentables. Lorsque le réseau électrique général s’éteint, le micro-réseau local prend le relais, fournissant au moins une quantité limitée d’électricité à ses clients. Bien que des événements localisés puissent endommager un micro-réseau, ils ne sont pas sensibles aux interruptions généralisées qui peuvent provoquer des coupures de courant en raison d’un problème à distance.
Dans le même temps, la grande majorité du réseau fonctionne correctement la plupart du temps dans les pays développés. Contrairement aux systèmes de secours purs, les solutions énergétiques de micro-réseaux peuvent être configurées pour optimiser l’utilisation de l’énergie même lorsque le réseau plus large fonctionne parfaitement. Les micro-réseaux peuvent tirer parti de la production d’énergie renouvelable sur place et du stockage local pour l’alimentation de secours, et ils peuvent contribuer à décaler le moment où l’énergie est obtenue par rapport à celui où elle est utilisée.
Par exemple, si un micro-réseau simple est équipé d’un panneau solaire, de batteries de secours et d’un générateur, il peut, dans la journée, utiliser des panneaux solaires pour répondre à la plupart des besoins en électricité de ses clients, le réseau électrique régional compensant les éventuels manques. La nuit, le réseau régional pourrait fournir une plus grande proportion d’énergie, et même charger les batteries si les tarifs énergétiques sont réduits. Ces batteries pourraient ensuite être partiellement déchargées pendant la journée, lorsque l’énergie peut être plus chère, et les générateurs pourraient fonctionner selon les besoins, peut-être à des fins de test et de maintenance.
Un système de micro-réseau peut donc contribuer à compenser son coût sous forme d’économies d’énergie en temps normal, et aider les communautés à se préparer à des pannes de courant plus importantes. Un système de micro-réseau solaire peut même vendre de l’énergie à la société de services publics en cas de « récolte abondante » de lumière solaire ou d’autres énergies renouvelables, ou si la décharge de la batterie à certains moments est judicieuse. En fonction des besoins de l’utilisateur, un micro-réseau peut être configuré pour mettre l’accent sur une résilience à toute épreuve (par exemple, un hôpital ou une base militaire) ou sur l’efficacité (par exemple, un campus universitaire).
Bénéfices à court terme
Un court saut de la production d’énergie au stockage ou au point d’utilisation présente des avantages évidents en termes de résilience. De même, la transmission d’énergie sur de longues distances entraîne des pertes par la chaleur qui s’échappe des lignes. En réduisant cette distance, ces pertes et ces incohérences peuvent être minimisées.
De plus, l’énergie du réseau se présente en grande partie sous forme de courant alternatif (CA), qui doit être converti en courant continu (CC) pour de nombreuses utilisations, avec les pertes que cela implique. Les panneaux solaires produisent nativement du courant continu, et les batteries stockent le courant continu. En théorie, un micro-réseau pourrait être mis en place pour fournir ce type d’énergie sans la conversion typique de courant alternatif en courant continu, ce qui permettrait d’obtenir de meilleurs rendements.
Enfin, si le logement et l’administration d’un tel équipement peuvent être fastidieux, considérez qu’il peut y avoir des avantages annexes à une telle installation. Le stationnement couvert sous les panneaux solaires est un usage fantastique déjà observé dans certains endroits, et peut-être les communautés adopteront-elles d’autres mesures pour rendre les équipements renouvelables utiles, voire esthétiques, d’autres manières. On pourrait imaginer une œuvre d’art fonctionnelle faite de panneaux solaires qui accueillerait les visiteurs d’un parc d’affaires, d’un collège ou d’un quartier, ou tout autre concept encore à envisager.
L’avenir du micro-réseau
À quoi ressemble l’avenir de la production d’énergie ? On peut voir les vastes avantages d’un système robuste de production d’électricité capable de réduire les pertes de transmission tout en utilisant d’abord les énergies renouvelables, puis des batteries de secours temporaires, et enfin une production à base de combustibles fossiles pour un soutien à plus long terme. Peut-être verrons-nous aussi la prolifération de l’alimentation en courant continu sans conversion en courant alternatif à partir de panneaux solaires et de batteries.
En même temps, que se passera-t-il si des technologies comme la fusion ou la géothermie profonde sont effectivement réalisées, fournissant une énergie quasi illimitée à partir de sources plus centralisées ? Un système centralisé serait encore plus sujet à des perturbations, lesquelles pourraient être encore plus graves et durables. La flexibilité du concept de micro-réseau signifie que ces derniers pourraient être adaptés à presque tous les scénarios.
Quelle que soit l’évolution des micro-réseaux, Arrow est prêt à aider les innovateurs à répondre à leurs besoins en matière de composants. L’avenir est prometteur puisque nous utilisons nos ressources pour alimenter nos foyers et nos bâtiments de manière plus efficace et plus fiable.
