Centrales électriques virtuelles (VPPs) et l'avenir du réseau intelligent

La plupart des discussions sur la transition de la production d'énergie à partir de combustibles fossiles vers l'énergie solaire et éolienne tendent à privilégier le remplacement des centrales électriques existantes par des centrales renouvelables. Cependant, la nature modulaire de la production renouvelable — ainsi que les nouvelles options pour les systèmes de stockage d'énergie — offre une autre possibilité : la centrale électrique virtuelle, ou VPP.

Le concept de centrale électrique virtuelle regroupe des ressources énergétiques distribuées (DER) pour agir comme une source d'énergie coordonnée, complétant ou même remplaçant la production centralisée traditionnelle. La production solaire et éolienne provenant de générateurs résidentiels et commerciaux peut devenir le fournisseur d'énergie principal ou complémentaire pour un réseau d'utilisateurs.   Traditionnellement, l'électricité est fournie aux foyers et aux entreprises par des centrales électriques centralisées, distribuée via le réseau électrique. Bien qu'il y ait de nombreux détours en cours de route, il s'agit en fin de compte d'une relation entre la centrale et l'utilisateur. Les technologies et infrastructures émergentes du réseau intelligent, y compris les équipements de comptage bidirectionnel, permettent aux consommateurs de revendre l'énergie au réseau, réduisant la charge des producteurs d'énergie dédiés tout en obtenant des remboursements financiers. Les consommateurs peuvent également stocker de l'énergie sur place pour l'acheter et la vendre en fonction des besoins. Sur la petite île d'Eigg en Écosse, des systèmes intelligents de VPP sont déjà utilisés, avec des foyers et des entreprises coordonnant leur consommation pour éviter la surcharge du réseau.

Lorsque vous envisagez l'énergie solaire domestique et le soutien par batterie, un idéal serait une indépendance énergétique totale, avec une facture mensuelle de 0 €. Dans les cas extrêmes, vous pourriez imaginer être totalement déconnecté du réseau, vivant grâce à la nature — ou, plus précisément, aux rayons du soleil.   Le coût d'un tel système hors réseau peut être très élevé, et si votre équipement personnel tombe en panne, vous devez le réparer pour rétablir l'électricité. D'un point de vue utilisateur, les VPP offrent la plupart des avantages personnels d'un système hors réseau à un prix potentiellement beaucoup plus bas, ainsi qu'une alimentation de secours depuis le réseau. Les VPP présentent également plusieurs avantages à un niveau sociétal par rapport à une installation centralisée fonctionnant au carburant ou même à l'énergie solaire.   Considérez la modularité du concept VPP et le fait que la génération peut avoir lieu près de la consommation. Dans le modèle traditionnel de réseau, s'il y a un problème avec la transmission d'énergie dans une zone, cela peut facilement affecter une autre région géographique. Le concept VPP offre des options plus localisées pour réacheminer l'énergie afin de maintenir l'éclairage, et cela pourrait même réduire les pertes de transmission, car l'énergie est généralement consommée plus près de son lieu de production.   Sur le plan personnel, si votre équipement tombe en panne, le réseau et d'autres DER peuvent fournir une alimentation de secours, permettant ainsi un approvisionnement énergétique très robuste.   Les centrales électriques physiques (au charbon, solaires, nucléaires ou autres) occupent des terres qui pourraient autrement être utilisées pour des forêts contrôlées, des fermes et des parcs. Cependant, les VPP tirent parti des espaces inutilisés des toits pour installer des panneaux solaires. Les panneaux solaires peuvent également être installés au-dessus des zones de stationnement existantes, créant ainsi un double avantage de production d'énergie et de stockage automobile à l’ombre. Ajouter des systèmes de stockage d'énergie pour véhicules électriques et des bornes de recharge dans un tel scénario rend le concept de parking/DER encore plus attrayant.

Lorsque vous envisagez l'énergie solaire domestique et la sauvegarde par batterie, un idéal serait une indépendance énergétique totale, avec une facture mensuelle de 0 €. Dans les cas extrêmes, vous pourriez imaginer être totalement déconnecté du réseau, vivant grâce à la terre—ou, plus précisément, aux rayons du soleil.   Le coût d'une installation hors réseau peut être exorbitant, et si votre équipement personnel tombe en panne, vous devez le réparer pour restaurer l'alimentation. Du point de vue d'un utilisateur, les VPP offrent la plupart des avantages personnels d'une telle installation hors réseau à un prix potentiellement beaucoup plus bas, ainsi qu'une alimentation de secours fournie par le réseau. Les VPP présentent également plusieurs avantages à l'échelle sociétale par rapport à une installation centralisée alimentée par des combustibles ou même par l'énergie solaire.   Considérez la modularité du concept de VPP et le fait que la production peut avoir lieu à proximité de la consommation. Dans le modèle de réseau traditionnel, s'il y a un problème avec la transmission d'énergie dans une zone, il peut facilement affecter une autre région géographique. Le concept de VPP offre des options plus localisées pour rediriger l'énergie afin de maintenir l'alimentation, ce qui pourrait même réduire les pertes de transmission puisque l'énergie est généralement consommée plus près de son lieu de production.   Sur le plan personnel, si votre équipement tombe en panne, le réseau et d'autres DER peuvent fournir une alimentation de secours, garantissant une source d'énergie très robuste.   Les centrales électriques physiques (au charbon, solaires, nucléaires, ou autres) occupent des terres qui pourraient autrement être utilisées pour des forêts gérées, des fermes ou des parcs. Cependant, les VPP tirent parti des espaces inutilisés sur les toits pour les panneaux solaires. Les panneaux solaires peuvent également être installés au-dessus des zones de stationnement existantes, créant ainsi le double avantage de la production d'énergie, en plus du stockage ombragé des automobiles. L'ajout de systèmes de stockage d'énergie pour véhicules électriques et de stations de recharge dans un tel scénario améliore encore davantage l'approche stationnement/DER.

Dans un scénario VPP, il faut considérer que la coordination entre les sources est également nécessaire à un niveau très bas, jusqu’à garantir que les fréquences de ligne s’alignent correctement. La transmission à longue distance et l’entretien général du réseau sont également nécessaires, ce qui dépasse les compétences des propriétaires individuels.   L’efficacité sera primordiale pour que ce concept futur de VPP fonctionne correctement, en tirant potentiellement parti des transistors SiC, des capteurs de courant, et de la communication par ligne électrique pour assurer la coordination. Compte tenu des exigences futures, il est évident que les compagnies d’électricité ne disparaîtront pas de sitôt, elles pourraient simplement prendre une forme différente au cours des prochaines décennies.