Smart Grid

Une façon intelligente de produire, distribuer, gérer l’électricité.

L’utilisation du véhicule électrique comme moyen de stockage : VEHICULE to GRID

En savoir un peu plus et mieux comprendre le sujet, BLUE2BGREN vous propose de découvrir le document de la CRE

L’arrivée des véhicules électriques est un élément clé dans la gestion du réseau électrique. Une voiture est inutilisée 95 % de son temps de vie et l’utilisation moyenne d’un véhicule électrique nécessitera moins de 80 % de la capacité de la batterie pour les trajets quotidiens.

Il sera donc possible pendant les périodes où le véhicule sera branché au réseau électrique d’utiliser l’électricité stockée pour l’injecter sur le réseau en période de forte demande ou, inversement, de charger la batterie du véhicule en heures creuses. Il s’agit du concept du « vehicle-to-grid », ou V2G, qui consiste à utiliser les batteries des véhicules électriques comme une capacité de stockage mobile.

Les véhicules électriques pourraient donc représenter une capacité additionnelle de stockage d’énergie, sous réserve que cet usage soit technologiquement et économiquement pertinent :

  • contrairement au stockage de masse de l’énergie, cet usage de la batterie nécessite des cycles de charge et décharge très rapides et nombreux, ainsi qu’une très forte densité d’énergie ;
  • par ailleurs, l’état du système électrique devra être pris en compte lors de la charge ou de la décharge du véhicule. En effet, la recharge d’un véhicule électrique lors de la pointe de consommation en hiver à 19 heures constituerait une difficulté supplémentaire pour l’équilibre du système électrique.

Pour un parc d’un million de voitures électriques branchées (le plan véhicules électriques du gouvernement français prévoit un total de 2 millions de VE à l’horizon 2020), la capacité de stockage pourrait atteindre 10 GWh. Cette capacité de stockage pourrait s’avérer précieuse en période de pointe mais elle suppose que les consommateurs aient adopté le VE et le bon comportement lorsqu’il s’agit de recharger son véhicule.

Pour évaluer la faisabilité de ce concept, le projet Edison, qui est situé dans une île danoise, a pour objectif de mesurer en pratique la capacité de stockage qu’offre un parc de voitures électriques pour compléter une production éolienne intermittente. Il s’agit de développer une infrastructure de gestion de la recharge des VE, qui prenne les décisions en fonction de l’état du réseau. Le développement de cette infrastructure permettrait aux véhicules électriques de communiquer de manière intelligente avec le réseau électrique. En d’autres termes, les temps de recharge seront déterminés plus efficacement. Il s’agit là d’une technologie de Smart grids. Il s’agit également d’étudier le comportement des utilisateurs de véhicules électriques et de les sensibiliser au bon comportement pour recharger leur véhicule.

Comparaison des différentes technologies de stockage

Il existe aujourd’hui un grand nombre de technologies de stockage. Leur intégration dans les réseaux électriques soulève des interrogations quant au choix de la technologie la plus adaptée aux besoins. En effet, chaque technologie a ses spécificités en termes de taille, de puissance délivrée, de coût, de nombre de cycles et donc de durée de vie, de densité énergétique, de maturité technologique, etc.

Ainsi, pour comparer les technologies de stockage et choisir le procédé et le dimensionnement un usage particulier, plusieurs facteurs techniques doivent être pris en compte.

En premier lieu, il s’agit de déterminer la localisation et la taille du stockage nécessaire. Faut-il une technologie de stockage diffus (intégration de nombreuses unités de stockage de petite taille sur le réseau de distribution au niveau de la production décentralisée et au plus près de la consommation, dimensionné pour une maison ou un groupe de maisons) ou une technologie de stockage centralisée (quelques unités de stockage de grande dimension type STEP, au niveau des réseaux de transport) ?

Le stockage diffus permettra de mettre en place des microgrids, voire de développer l’autoconsommation quand les tarifs de rachat de l’électricité renouvelable seront suffisamment incitatifs. Le stockage centralisé est intéressant en matière de rentabilité. En effet, elle est assurée par la forte variabilié du prix de l’électricité sur le marché européen : le stockage permet de stocker une électricité achetée en période de faible demande et donc à bas coût et de la revendre en période de forte demande à un coût plus élevé. Par exemple, le 19 décembre 2007, le mégawattheure s’échangeait à 50 € à 5 heures et à 250 € à 19 heures.

Ensuite, différents critères peuvent être utilisés pour choisir la bonne technologie de stockage :

  • la puissance disponible et la capacité énergétique. La combinaison de ces deux critères permet de définir le ratio énergie/puissance correspondant au temps de décharge réalisable, souvent caractéristique d’une application particulière ;
  • le temps de réaction est un indicateur de la réactivité du moyen de stockage. Il est parfois préférable de définir la vitesse de montée et de descente en charge qui caractérise de manière plus fine la comportement réactif du système ;
  • l’efficacité, définie comme rapport entre l’énergie stockée et l’énergie restituée (en MWhOUT/MWhIN) ;
  • la durée de vie, qu’il est parfois préférable de définir en nombre de cycles de charge/décharge admissibles pour des technologies comme les batteries ;
  • pour d’autres usages, d’autres critères sont à prendre en compte, comme la densité énergétique (en MWh/kg ou en MWh/m3) pour la mobilité par exemple.

D’autres critères sont également à prendre en compte tels que les coûts d’investissement et d’exploitation, les performances et contraintes environnementales et la localisation géographique optimisée pour limiter les pertes induites par le transport. Certaines fois, l’optimum peut même résider dans l’association de plusieurs technologies.

 

Comparaison des différentes techologies de stockage de l’électricité (Données DGEC et EPRI)

Comparaison des différentes techologies de stockage de l’électricit

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Les smart grids peuvent s’étendre à d’autres réseaux et services, on parle alors de smart city.

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http://www.scenarios2020.com/2011/07/la-smart-grid-r%C3%A9seau-intelligent-de-transport-de-l%C3%A9lectricit%C3%A9.html

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http://www.limmobilierdunmondequichange.fr/smart-cities-retour-sur-lessor-des-villes-intelligentes-en-france/

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