Un Smart Grid pour une flotte de véhicules électriques

Pour pouvoir recharger 30 voitures électriques simultanément, une gestion sophistiquée de l’énergie est nécessaire. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer d’ingénierie industrielle (IAO) de Stuttgart (Bade-Wurtemberg) mettent au point un réseau intelligent pour la plus grande station de recharge allemande. L’électricité chargée y sera de sources renouvelables.

 

Le réseau de stations de recharge pour les véhicules électriques se densifie outre-Rhin. En particulier dans les grandes villes et les régions métropolitaines, les énergéticiens accélèrent leur expansion. Plus de 2000 stations électriques sont déjà installées en Allemagne. La plus grande station de recharge à l’échelle nationale est située à l’IAO : dans le parking du campus, jusqu’à 30 véhicules électriques peuvent être chargés simultanément. L’électricité y est fournie par 30 stations de recharge à courant alternatif et une station de recharge rapide à courant continu, d’une puissance de 50 kW chacune. Celle-ci permet de recharger complètement une voiture en 20 minutes. « Les exigences sur le système énergétique dues à la recharge de la flotte de transport sont importantes. Sans une gestion intelligente de la recharge, une telle station ne peut généralement pas être réalisée », explique Hannes Rose, de l’Institut Fraunhofer IAO. Dans leur « laboratoire vivant », le chercheur et son équipe sont en train de tester comment gérer techniquement une flotte de véhicules électriques en essayant de répondre à plusieurs questions : comment l’installation peut-elle être exploitée de la façon la plus efficace possible ? Comment faire en sorte qu’il n’y ait pas de court-circuit en période de charge de pointe ? Quelle doit être la structure d’un réseau intelligent pour répondre à toutes ces exigences ? Dans cet objectif, au sein du projet « charge@ work » en coopération avec Daimler et l’Institut des facteurs humains et de gestion de la technologie (IAT) de l’Université de Stuttgart, les scientifiques de l’IAO développent l’infrastructure de recharge et la gestion de l’énergie.

 

L’objectif du projet est d’alimenter en énergie la flotte de véhicules à l’aide d’un micro smart-grid, exclusivement à partir de ressources renouvelables. Ainsi, au cours de l’année 2014, une installation photovoltaïque et une petite éolienne seront installées à l’Institut. En outre, une batterie lithium-ions et une batterie à flux redox seront installées dans le sous-sol et sur le toit de l’Institut, afin de stocker temporairement l’énergie. L’éolienne, d’une hauteur de 30m, aura une puissance de 10 kW. Le micro smart grid pourra être utilisé de manière autonome, en parallèle du réseau électrique classique. « Si l’énergie stockée est insuffisante pour la recharge des véhicules, le smart grid pourra être connecté au réseau », explique M. Rose. La particularité de ce réseau intelligent est qu’il fonctionne avec une tension continue. « Les panneaux photovoltaïques et les batteries fonctionnent tous deux en tension continue. Etant donné que la conversion entre courant alternatif et continu occasionne de fortes pertes, nous avons décidé de concevoir un réseau en courant continu », explique M. Rose. Les chercheurs mettent non seulement au point un logiciel de gestion de l’énergie, mais aussi un environnement de simulation. Avec celui-ci, les scientifiques peuvent dimensionner le micro smart grid à l’avance et jouer avec divers scénarios tels que des conditions météorologiques différentes.

 

Dans un deuxième temps, les chercheurs de l’IAO souhaitent créer au sein de leur « laboratoire vivant » un environnement de test pour les entreprises industrielles, les fournisseurs de systèmes, les régies municipales, les communes et les opérateurs de réseaux de distribution. Ils souhaitent également explorer le potentiel de petits réseaux indépendants : le micro smart grid doit apporter au cours des deux prochaines années la possibilité aux personnes intéressées de créer des configurations nouvelles et des stratégies d’exploitation. Les partenaires du projet peuvent tester leurs composants matériels et logiciels sur le démonstrateur de l’IAO. « L’objectif à long terme est de rassembler les réseaux locaux en un grand réseau intelligent », conclut M. Rose. Un modèle virtuel de leur réseau intelligent sera présenté par les chercheurs du 7 au 11 avril 2014 à la foire de Hanovre sur le stand de la Société Fraunhofer.

 

Pour en savoir plus, contacts :

Hannes Rose, Institut Fraunhofer d’ingénierie industrielle (IAO) – tél. : +49 711 970 2092 – email : hannes.rose@iao.fraunhofer.de

 

Sources :

« Intelligentes Stromnetz für Elektro-Fuhrpark », communiqué de presse de la Société Fraunhofer – 04/03/2014 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/QVQDP

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/