Deux développements ont montré que la technologie véhicule-réseau peut fournir de l’électricité en cas de panne.
La transition vers des émissions nettes nulles est un objectif ambitieux, mais sans un effort concerté pour moderniser et étendre le réseau, des pannes de courant sont probables et les prix pourraient monter en flèche. Cependant, une solution provisoire puissante pourrait être disponible en attendant des mises à jour d’infrastructure à long terme. Bien que la prolifération des véhicules électriques ait été considérée comme une charge pour les performances du réseau, les VE pourraient être la réponse pour fournir de l’énergie intérimaire.
Comment les véhicules électriques peuvent-ils alimenter le réseau ? Vidéo utilisée avec l’aimable autorisation de PG&E
La technologie véhicule-réseau (V2G) décrit comment le système de batterie d’un VE peut transférer de l’énergie au réseau ou à une maison individuelle, inversant ainsi efficacement les voies de charge habituelles. Deux développements distincts démontrent l’efficacité du V2G. En Australie, pour la première fois dans le monde, des VE ont soutenu le réseau lors d’une panne. À une échelle plus petite, Ford déploie un programme à domicile pour transformer le F-150 Lightning en une source d’énergie pour les maisons.
Les VE peuvent-ils alimenter une ville entière ? Images utilisées avec l’aimable autorisation de Wikimedia Commons et Unsplash
Comprendre les faiblesses du réseau
La Société américaine des ingénieurs civils a évalué le réseau des États-Unis comme manquant en termes de condition, maintenance et opérations. L’organisation indique que le réseau est sous-financé et nécessite des mises à jour étendues. La technologie renouvelable la plus récente et la plus performante a souvent absorbé les investissements et l’attention tandis que le réseau existant attend sa maintenance et le remplacement de ses équipements.
Le réseau comprend des milliers de kilomètres de lignes de transmission et de distribution, dont beaucoup ont plus de 50 ans et dépassent de loin leur durée de vie prévue. Ces lignes vieillissantes sont sujettes à des pannes, en particulier sous le stress des épisodes météorologiques extrêmes, qui sont plus fréquents en raison du changement climatique.
Pannes de courant aux États-Unis au cours de la dernière décennie. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Energy Information Administration
Les principaux composants du réseau tels que les transformateurs et les disjoncteurs sont obsolètes. Les transformateurs, cruciaux pour la régulation de la tension à travers le réseau, fonctionnent souvent au-delà de leur durée de vie prévue de 40 ans, conduisant à des inefficacités et à un risque accru de pannes. Les pénuries d’approvisionnement et les conditions du marché rendent de plus en plus difficile le remplacement rapide des transformateurs. La pression de temps pour remplacer les anciens transformateurs et les défis du marché créent une combinaison stressante pour le personnel du réseau.
Les disjoncteurs, qui protègent le réseau des surcharges, sont de même vieillissants. Beaucoup ont des décennies d’existence et manquent des avancées technologiques modernes.
Le remplacement de l’équipement est urgent. Des mises à niveau sont nécessaires pour les infrastructures de transmission et de distribution, y compris le remplacement des anciens conducteurs, isolateurs et sous-stations. Sans investissement significatif dans la modernisation du réseau, les États-Unis risquent davantage de pannes et seront incapables de répondre aux futures demandes énergétiques.
Soutenir le réseau avec le V2G
Les menaces de pannes et les défaillances en cascade deviennent plus graves lorsque le réseau dépend des sources d’énergie renouvelable. Une infrastructure de réseau en déclin et le passage rapide aux renouvelables créent une situation énergétique de plus en plus précaire. Cependant, le marché en pleine expansion des VE et la technologie V2G peuvent intervenir pour stabiliser le réseau.
En Australie, une tempête en février a provoqué une panne du réseau. Pourtant, une flotte de VE branchée et programmée pour détecter les pannes a immédiatement commencé à réinjecter de l’énergie dans le réseau pour éviter les interruptions de service. C’est le premier jalon enregistré où des VE ont été utilisés pour prévenir la panne côté consommateur, même si la panne du réseau persistait.
Dans ce cas, seulement 16 VE étaient nécessaires pour fournir de l’énergie pendant 10 minutes pendant que le réseau se stabilisait. Ensuite, les véhicules ont repris leur recharge normale sans à-coups. Les chercheurs ont déterminé qu’il ne faudrait que 105 000 VE pour fournir un soutien au réseau utilitaire de toute la région de la Nouvelle-Galles du Sud.
Avec une programmation logicielle sophistiquée, les VE peuvent essentiellement servir de réseau dispersé de batteries de secours pour le réseau. Les chargeurs bidirectionnels permettent aux VE de puiser de l’énergie depuis et de réinjecter de l’énergie dans le réseau. Ce processus implique un onduleur embarqué dans le VE qui convertit le courant continu (DC) stocké dans la batterie du véhicule en courant alternatif (AC), compatible avec le réseau électrique. Les systèmes de communication intelligents peuvent coordonner le moment et la quantité d’énergie transférée, assurant la stabilité et l’efficacité dans l’échange d’énergie.
Chargement véhicule-réseau. Image utilisée avec l’aimable autorisation du Department of Energy
Puissance locale des VE
À un niveau local, les VE peuvent alimenter des maisons et d’autres bâtiments. Ford a lancé un programme en partenariat avec le fournisseur d’abonnements d’énergie renouvelable Sunrun, facilité par Baltimore Gas and Electric Company. Associer le Ford F-150 Lightning avec la Ford Charge Station Pro et le Home Integration System crée une source d’alimentation pour la maison qui peut essentiellement remplacer le réseau pendant les heures de forte demande. Le stress sur le réseau est réduit et le consommateur en profite grandement. Les prestataires du programme estiment que les consommateurs inscrits gagneront 200 $ par mois pendant le programme.
L’innovation transformant les VE en sources d’énergie pour le réseau et les bâtiments individuels offre une période tampon indispensable pour les mises à niveau et la maintenance critiques du réseau. La combinaison d’un réseau amélioré et d’une technologie V2G efficace réduira considérablement les menaces de pannes du réseau.