Le réseau électrique américain est en place depuis des décennies, et dans les grandes lignes, il s’agit d’un réseau de distribution électrique fiable. Cependant, à la suite de la décarbonation de la production, de l’électrification des transports et de phénomènes météorologiques extrêmes, la production et la distribution centralisées ne sont plus aussi fiables qu’elles l’étaient auparavant.
Avec la baisse de la fiabilité du réseau, de nombreuses institutions gouvernementales, entreprises et communautés se tournent vers les micro-réseaux pour maintenir l’alimentation électrique.
Un micro-réseau est un système électrique interconnecté de sources multiples de production et de charges contrôlables qui peut fonctionner en parallèle ou indépendamment du réseau public pour maintenir la circulation de l’énergie pendant une panne. Il fournit une solution fiable aux pertes de puissance inattendues et à la gestion de l’énergie en équilibrant la demande d’énergie, en optimisant la consommation d’énergie et en réduisant les coûts d’exploitation et les émissions de carbone. Les sources de production sont souvent appelées ressources énergétiques distribuées (RED), qui sont des actifs décentralisés contrôlés sous forme de système intégré.
Un micro-réseau est un système de RED qui peut fonctionner de façon autonome ou « isolé » du réseau pour une résilience maximale du système. En fin de compte, les micro-réseaux sont un réseau intégré conçu pour fournir une alimentation électrique fiable et ininterrompue en cas de panne de réseau de services publics afin de maintenir l’alimentation électrique, quelle que soit la situation.
Un micro-réseau coordonne les actifs de production d’énergie qui peuvent soit travailler avec un fournisseur de services publics pour augmenter leur production, soit fonctionner de manière autonome pour alimenter les opérations critiques. Souvent constitués de générateurs de combustibles fossiles traditionnels, ainsi que de sources renouvelables comme l’énergie éolienne, l’énergie solaire et le stockage d’énergie, les micro-réseaux travaillent à générer et à optimiser la consommation d’énergie pour fournir des solutions d’électricité résilientes, efficaces et durables.
Les systèmes de contrôle intelligents des micro-réseaux sont utilisés pour permettre aux divers composants des micro-réseaux et aux ressources des RED de fonctionner de manière coordonnée. Vous pouvez considérer le contrôleur de micro-réseau comme le chef d’orchestre des RED.
Un micro-réseau est aussi unique que l’entreprise, la communauté ou l’institution gouvernementale qui le déploie. Il ne s’agit jamais d’une « solution universelle »; en comprenant les besoins et les désirs d’une organisation, les développeurs de micro-réseaux peuvent identifier les applications et les actifs nécessaires pour concevoir une solution sur mesure.
Les organisations se situent généralement dans le spectre de la priorisation de trois objectifs : la résilience, l’efficacité et la durabilité. Bien sûr, chaque client aimerait construire un micro-réseau qui « fait tout cela ». Cependant, bien que les avantages se chevauchent, la création d’une solution qui répond entièrement aux trois objectifs peut être coûteuse.
La nécessité d’une alimentation constante et permanente est une préoccupation majeure pour de nombreuses entreprises et communautés résidentielles. Les menaces en matière de cybersécurité et les urgences météorologiques liées aux climats extrêmes comme les feux de forêt, les ouragans et les tempêtes hivernales ont une incidence sur l’accès à une alimentation électrique fiable. De nombreux États ont accordé des subventions et adopté des lois sur les interventions en cas de catastrophe pour investir dans des micro-réseaux et des technologies similaires afin de réduire ou d’éliminer les pertes d’énergie. Plus que jamais, notre énergie et nos infrastructures mondiales doivent pouvoir résister à des conditions extrêmes. Nos vies, nos communautés et nos entreprises en dépendent.
De plus, les communautés éloignées et les pays en développement explorent les micro-réseaux pour l’énergie résiliente et pour réduire leur dépendance aux combustibles fossiles, en particulier le pétrole et le diesel. La résilience consiste à renforcer les opérations critiques et la capacité de se remettre rapidement d’une crise. Les micro-réseaux peuvent jouer un rôle clé dans l’offre d’une infrastructure énergétique plus résiliente et constituent un investissement en faveur de la continuité des affaires.
De nombreux gouvernements, sociétés et institutions se tournent vers les micro-réseaux pour obtenir des avantages financiers. Ces avantages sont obtenus par deux méthodes principales : l’évitement des coûts et la monétisation externe. L’évitement des coûts peut prendre plusieurs formes, comme maximiser l’énergie produite librement à partir de sources renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne. Lorsque le stockage d’énergie est ajouté à des sources renouvelables, il permet à l’énergie produite librement d’être une ressource distribuable. Cette alimentation gratuite peut ensuite être utilisée en période de coûts élevés d’énergie du réseau électrique pour réduire les frais de pointe, ce qui permet de faire des économies sur la facture des services publics. La monétisation externe se produit grâce à la participation à des programmes de réponse à la demande ou grâce à la vente des services de régulation de l’énergie et de la fréquence à un tiers comme un opérateur de système indépendant (ISO) ou une centrale virtuelle (VPP).
Les organisations du monde entier ont établi des objectifs environnementaux, sociaux et de gouvernance (ESG). Ces objectifs contiennent très souvent des jalons ou des engagements pour atteindre une empreinte carboneutre à une date donnée. Les micro-réseaux peuvent être un outil important pour atteindre les objectifs de décarbonation tout en offrant de la valeur aux parties prenantes grâce à des économies de coûts énergétiques et à une résilience opérationnelle. Un défi courant dans l’alimentation des activités commerciales à partir de sources renouvelables comme l’énergie solaire ou l’énergie éolienne est leur nature intermittente. Le soleil ne brille pas toujours et le vent ne souffle pas en permanence. L’essor des systèmes de stockage d’énergie de batterie (BESS) a rendue populaire une technique de contrôle connue sous le nom de raffermissement de l’énergie renouvelable. Les micro-réseaux exploitant une combinaison de sources renouvelables et de BESS emmagasinent l’énergie excédentaire pendant les périodes de production de pointe et la déchargent lorsque les sources renouvelables ne produisent pas suffisamment pour soutenir la charge.
Les clients de micro-réseaux ont une chose en commun : ils ont besoin d’une alimentation fiable. Mais la fiabilité signifie des choses différentes pour différents clients. Eaton aide ses clients à comprendre les possibilités d’alimentation distinctes grâce à son micro-réseau au Centre d’expérience Eaton, une installation de démonstration et d’essai de premier plan. Ici, les clients explorent des façons d’accéder à des énergies renouvelables, de profiter de l’approvisionnement excédentaire et même de fonctionner à 100 % à partir d’une alimentation interne et sans aucune prise en charge du réseau.
Alors que la transition énergétique progresse, nous aidons les entreprises et les communautés du monde entier à simplifier leurs systèmes énergétiques et à assurer une transition en toute sécurité vers un avenir à faible émission de carbone.
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