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Module 7-1 : Réseau électrique intelligent et impact des véhicules électriques

Le réseau électrique

L'infrastructure du réseau

Revenons au réseau électrique : l'arrivée des voitures électriques représente un défi, car il faut mettre en place toute une infrastructure de recharge.

En effet, vous pouvez charger votre véhicule électrique sur n'importe quelle prise chez vous, mais dans ce cas la recharge sera très lente (une dizaine d'heures pour la Zoe par exemple). Pas toujours satisfaisant.

Mais vous pouvez aussi procéder à une charge accélérée (environ une heure), ou bien une charge rapide de 30 minutes, sur une station de recharge appropriée. Bien plus pratique pour le conducteur, mais cela veut dire qu'il faut construire ces points de recharge, et surtout qu'il faut pouvoir leur fournir des puissances électriques très importantes, jusqu'à 50 000W.

« Fournir » ces puissances de recharge

« Fournir », ça veut dire être capable de les produire quelque part : souvenons-nous de l'équilibre production-consommation qui doit être respecté à tout moment sur le réseau électrique, il faudra donc certainement augmenter les capacités de production.

Mais « fournir » ces puissances de recharge, ça veut aussi dire être capable de les amener jusqu'à la station. Le réseau de distribution n'a pas été conçu pour cela, et peut donc très vite saturer ; il faudra alors augmenter ses capacités de transfert, ce qui implique des coûts élevés. D'autant plus que les gens risquent de mettre leur voiture à charger le soir en rentrant chez eux, ce qui est déjà le pic de consommation quotidien : on ne peut pas faire pire pour le réseau électrique !

Une série de défis donc, pour les acteurs du réseau électrique. Mais aussi une opportunité vers une gestion plus efficace, plus intelligente de l'énergie. Car un parc de véhicules électriques c'est aussi un formidable gisement de flexibilité ! Avec les voitures électriques, on a, réparties sur le territoire, un grand nombre de batteries, que l'on doit recharger, mais parfois sans contraintes strictes de temps.

Exemple

  • Par exemple, l'utilisateur peut indiquer à quelle heure il souhaite que sa voiture soit chargée, et confier à un système tiers le soin de gérer cette recharge.

Faire tourner les centrales ou stocker

Une opportunité considérable, notamment la nuit, lorsque la demande d'électricité est faible alors que la production éolienne peut être forte et que les centrales de production peuvent continuer à tourner.

Enfin, souvenez-vous qu'une des difficultés du réseau électrique actuel, c'est le stockage de l'énergie, qu'on voudrait utiliser pour absorber les surproductions temporaires, ces surproductions peuvent être absorbées par une gestion optimisée des recharges de voitures électriques.

Et on pourrait même envisager d'utiliser les batteries des voitures électriques comme un moyen de stockage classique pour le réseau électrique, en déchargeant partiellement des voitures pour réinjecter de l'énergie dans le réseau, par exemple en cas de panne exceptionnelle côté production ou distribution. On pourrait donc gagner énormément, par le lissage de la demande, en coûts financiers et environnementaux de production électrique, mais aussi en terme de fiabilité du réseau électrique si les voitures peuvent aussi servir de soutien temporaire.

Mais attention, tout ça n'est pas facile à mettre en place : en plus des adaptations de la production et de la distribution, optimiser et coordonner la charge des voitures électriques implique que tous les moyens du smart grid que nous avons vus soient une réalité.

Il faut donc, que les voitures soient connectées à des entités qui vont gérer les recharges. Et comme tout le monde n'aura pas la même flexibilité, et que les facteurs sont très nombreux et complexes (notamment le niveau de demande actuel et prévu, la production, les contraintes de distribution, la météo qui conditionne la production d'énergies renouvelables), prendre la meilleure décision peut être très difficile. C'est d'ailleurs un sujet de recherche qui mobilise de nombreux mathématiciens, et qui donne lieu à plusieurs implémentations et expérimentations.

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