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Les Virtual Power Plants ou la production d’énergie décentralisée et intelligente

Posté par admin le 30/01/2014 à 14:43 Dans Energies renouvelables,Réseaux et smart grids | Pas de commentaire

La transition vers un futur système énergétique davantage respectueux de l’environnement et des besoins des consommateurs passe notamment par une utilisation plus importante des énergies renouvelables. Cependant, et malgré les progrès réalisés en la matière, les énergies renouvelables présentent des contraintes importantes, parmi lesquelles celle que constitue leur intermittence (dans le cas du solaire et de l’éolien notamment). Face à cet obstacle, la convergence entre les mondes de l’énergie et du numérique, décrite par Rudy Provoost dans son essai Energie 3.0, offre des solutions pertinentes, dont le recours aux Virtual Power Plants (VPP) ou « centrales électriques virtuelles » pour rationaliser la distribution des ressources en énergie.

Qu’est-ce qu’un VPP ?

Le principe de cette unité de production d’un nouveau genre réside dans le fait qu’elle ne constitue pas à proprement parler une unité mais un ensemble de microcentrales de production (un ou plusieurs panneaux solaires posés sur le toit d’un bâtiment par exemple) unies entre elles et optimisées par leur mise en réseau. Cette mise en réseau peut se faire de deux manières : par un système informatique centralisé ou bien un système d’achat des productions décentralisées sur un principe proche de celui mis en place par la loi du 10 février 2000 relative à l’obligation d’achat de l’électricité photovoltaïque.

Source : Siemens

Mettre en place un VPP consiste donc à déployer un système de production décentralisée d’énergie, constitué d’une matrice qui gère des centres de production de taille relativement réduite et qui les exploite comme une ressource unique. De pareils dispositifs sont conçus pour minimiser les pertes d’énergie. Ils s’adaptent aux fluctuations des charges grâce à la prévision et permettent un contrôle informatisé. Enfin, ces infrastructures rendent possible une optimisation en temps réel des ressources énergétiques.

Les VPP laissent entrevoir des retours sur investissement importants, comme en témoigne la société de recherche Pike Research qui estimait déjà en 2012 qu’ils généreraient environ 5,3 milliards de dollars à l’horizon 2017. L’entreprise obtient ce résultat en misant sur une augmentation de 65% de la capacité des VPP entre 2011 et 2017, passant de 55,6 GW à 91,7 GW.

L’internet de l’énergie

Pour beaucoup de commentateurs, parmi lesquels Jeremy Rifkin, les VPP – centrales électriques virtuelles – représentent « l’Internet de l’énergie ». Ce concept renvoie en effet à l’idée de « transformer le réseau électrique centralisé actuel en une toile de microacteurs qui peuvent vendre et acheter leur électricité grâce aux technologies de l’information » (J. Rifkin, dans une interview accordée à Libération).

Dans son livre Energie 3.0, Rudy Provoost cite le cas de la société RWE qui exploite un système de VPP fabriqué par Siemens « capable d’intégrer les prévisions météorologiques, les prix actuels de l’électricité », à travers une liaison directe avec l’European Energy Exchange (EEX) de Leipzig, « et la demande d’énergie pour planifier et faire évoluer les capacités de production, ainsi que de prendre les décisions optimales en termes de stockage et de charge de réseau ».

Un nombre important d’applications

Pour nombre d’experts, les VPP constituent donc une véritable rupture dans la tradition des systèmes électriques jusqu’ici très centralisés. Ils remettent en effet en cause des défauts inhérents à la centralisation de la distribution énergétique, parmi lesquels notamment les grandes quantités de déperditions d’énergie mesurées : une ligne haute tension longue de 2000 kilomètres perd ainsi en moyenne la moitié de l’énergie transportée entre sa production et sa consommation. Une étude de l’AIE a d’ailleurs déclaré qu’environ 7 % de l’énergie produite dans les pays de l’OCDE est automatiquement perdue du fait du réseau de distribution.

Point de convergence entre la transition énergétique et les technologies numériques, les VPP apportent des solutions à ces déperditions, à travers la production d’énergie à l’échelon local et son acheminement adaptatif et personnalisé (en fonction des besoins des consommateurs mais aussi des aléas météorologiques, par exemple) au sein de réseaux électriques rendus intelligents. L’association de nouvelles capacités de stockage à ces VPP rendrait par ailleurs possible la revente des excédents d’énergie voire l’interconnexion de différents réseaux.

S’inspirer du Danemark

Avec 40% de son énergie totale produite à partir d’énergies renouvelables, dont l’éolien, le Danemark est devenu un véritable laboratoire en matière d’innovation électrique. La société danoise DONG Energy a développé le projet Power Hub, un exemple bien concret d’implémentation de VPP dans les îles Féroé. Le projet rassemble aussi bien des opérateurs de l’éolien que des véhicules électriques, par exemple, avec pour objectif d’optimiser leurs performances en commun.

Le projet Power Hub est une plateforme logicielle organisant le réseau électrique en une centrale virtuelle. L’objectif est de renforcer la stabilité de l’approvisionnement des micro-réseaux dans les îles Féroé en adaptant intelligemment capacités de production et besoins d’énergie et ainsi lisser les situations de surproduction et de sous-production. Pour ce faire, DONG Energy s’est associée à  Schneider Electric qui a mis son savoir-faire à disposition pour élaborer la plateforme virtuelle. « L’association de Power Hub à la plateforme logicielle de Schneider Electric pour la gestion de l’énergie et du réseau électrique nous permettra de délivrer une solution unique pour relever le défi de l’alimentation électrique des iles isolées de manière sûre et économique, tout en tirant le meilleur parti possible des énergies renouvelables. Et cela non seulement dans notre région mais aussi dans le monde entier », déclarait Evert den Boer, senior vice-président de DONG Energy dans un communiqué de presse du mois de décembre 2013.

L’arrivée des réseaux électriques intelligents représente la condition sine qua non à un modèle énergétique décentralisé stable. Le nombre croissant de bâtiments à énergie positive, le développement des énergies renouvelables et leurs liaisons avec les différents réseaux locaux ont suscité un nouveau souffle et une nouvelle demande que les VPP visent à satisfaire.

La concrétisation réussie d’un tel modèle repose sur des investissements cohérents et coordonnés qui s’appliquent aussi bien à l’installation de systèmes intelligents de mesure de la consommation qu’à l’aménagement d’un environnement de réseau favorable aux énergies renouvelables.


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