Par Jeremy Cook
La plupart des conversations sur la transition de la production d’électricité à partir de combustibles fossiles vers l’énergie solaire et éolienne portent sur le remplacement des centrales électriques existantes par des centrales électriques renouvelables. Cependant, la nature modulaire de la production d’énergie renouvelable, ainsi que les nouvelles options pour les systèmes de stockage de l’énergie, signifient qu’il existe une autre option : la centrale électrique virtuelle, ou VPP.
Qu’est-ce qu’une centrale électrique virtuelle ?
Le concept de centrale électrique virtuelle regroupe des ressources énergétiques distribuées (DER) pour agir en tant qu’alimentation électrique coordonnée, complétant ou même remplaçant la production centralisée traditionnelle. La production solaire et éolienne des générateurs résidentiels et commerciaux peut devenir le fournisseur d’énergie principal ou complémentaire d’un réseau d’utilisateurs.
Traditionnellement, l’énergie électrique est fournie aux foyers et aux entreprises par des centrales électriques centralisées, distribuées par le réseau électrique. Bien qu’il y ait de nombreux rebondissements en cours de route, il s’agit en fin de compte d’une affaire de plante à utilisateur. Les nouvelles technologies et infrastructures de réseaux intelligents, notamment les compteurs bidirectionnels, permettent aux consommateurs de revendre de l’électricité au réseau, ce qui allège la charge des producteurs d’électricité tout en leur permettant de bénéficier de remises monétaires. Les consommateurs peuvent également stocker de l’électricité sur place pour l’acheter et la vendre au moment opportun. Sur l’île isolée d’Eigg, en Écosse, les systèmes de réseau intelligent VPP sont déjà utilisés par les ménages et les entreprises qui coordonnent leur consommation afin d’éviter de solliciter le réseau.
Pourquoi les centrales électriques virtuelles sont-elles nécessaires ?
Lorsque vous envisagez l’installation d’un système solaire domestique et d’une batterie de secours, l’idéal est l’indépendance énergétique totale, avec une facture mensuelle de 0 $. Dans les cas extrêmes, vous pouvez envisager de vous déconnecter complètement du réseau et de vivre de la terre ou, plus précisément, des rayons du soleil.
Le coût d’une telle installation hors réseau peut être très élevé, et si votre équipement personnel tombe en panne, vous devez le réparer pour rétablir le courant. Du point de vue de l’utilisateur, les centrales photovoltaïques offrent la plupart des avantages personnels d’une installation hors réseau à un prix potentiellement beaucoup plus bas, ainsi qu’une alimentation de secours à partir du réseau. Les VPP présentent également plusieurs avantages au niveau sociétal par rapport à une installation centralisée alimentée par des combustibles ou même par l’énergie solaire.
Prenez en compte la modularité du concept VPP et le fait que la production peut avoir lieu à proximité de la consommation. Dans le modèle de réseau traditionnel, si un problème de transmission d’électricité survient dans une zone, il peut facilement se répercuter sur une autre zone géographique. Le concept de VPP offre des options plus localisées pour réacheminer l’électricité afin de maintenir la lumière allumée, et il pourrait même permettre de réduire les pertes de transmission car l’électricité est généralement consommée plus près de l’endroit où elle est produite.
Au niveau personnel, si votre équipement tombe en panne, le réseau et d’autres sources d’énergie renouvelables peuvent fournir une alimentation de secours, ce qui permet un approvisionnement en énergie très robuste.
Les centrales électriques physiques (au charbon, solaires, nucléaires ou autres) occupent des terres qui pourraient être utilisées pour des forêts gérées, des fermes et des parcs. Cependant, les VPP tirent parti de l’espace inutilisé sur les toits pour installer des panneaux solaires. L’énergie solaire peut également être installée sur des aires de stationnement existantes, ce qui présente le double avantage de produire de l’électricité et de stocker les véhicules à l’ombre. L’ajout de systèmes de stockage d’énergie et de recharge pour les véhicules électriques dans un tel scénario adoucit encore le scénario du stationnement et de l’énergie renouvelable.
Le concept de centrale électrique virtuelle peut remplacer les centrales électriques de pointe, qui sont mises en service lorsque les charges du réseau sont supérieures à la normale. Ces centrales de pointe sont généralement coûteuses et inefficaces à exploiter par rapport à la production qui gère une charge de base constante. Le stockage distribué dans des batteries est une solution pour « couper » ces pics de demande d’énergie, tout en utilisant toute l’énergie distribuée disponible. Une technique un peu moins évidente mais importante consiste à réduire automatiquement la consommation d’énergie.
Par exemple, le programme EnergyWise de Duke Energy peut éteindre le chauffage de l’eau, les pompes de piscine et les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation lorsque la charge électrique globale est élevée, en échange d’un petit crédit sur la facture. Bien que les économies réalisées soient généralement faibles, le fonctionnement du système est pratiquement imperceptible. Cela peut également être considéré comme une forme de stockage de l’énergie, car l’eau déjà chauffée est toujours disponible et la température de votre maison reste (pratiquement) la même pendant un certain temps sans intervention du système de chauffage, de ventilation et de climatisation.
Centrales électriques virtuelles : Coordination des ressources
Dans un scénario VPP, il faut considérer que la coordination entre les sources est également nécessaire à un niveau très bas, jusqu’à s’assurer que les fréquences des lignes correspondent correctement. La transmission à longue distance et l’entretien général du réseau sont également nécessaires, ce qui dépasse la portée des propriétaires individuels.
L’efficacité sera primordiale pour le bon fonctionnement de ce futur concept VPP, qui pourrait tirer parti des transistors SiC, des capteurs de courant et de la communication par courant porteur pour assurer la coordination de l’ensemble. Compte tenu des besoins futurs, on peut affirmer sans risque que les compagnies d’électricité ne disparaîtront pas de sitôt, mais qu’elles prendront simplement une forme différente dans les décennies à venir.
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