Avec la croissance des énergies renouvelables, les onduleurs avancés et les systèmes de stockage d’énergie sur batteries sont essentiels à la stabilité du réseau.
La transition vers les énergies renouvelables vise à réduire les émissions de carbone et la dépendance aux combustibles fossiles. Atteindre les objectifs de neutralité carbone nécessite l’intégration de technologies renouvelables, telles que les systèmes de stockage d’énergie sur batteries (BESS), pour stocker l’énergie pendant les périodes de faible production ou de forte demande.
Les onduleurs rendent le courant compatible avec le réseau et sont essentiels à une utilisation efficace des énergies renouvelables. Mais comment les onduleurs contribuent-ils à la résilience et à la stabilité du réseau ?
Onduleurs solaires. Image utilisée avec la permission de Adobe Stock
Pourquoi utiliser des onduleurs avec les technologies renouvelables ?
Les onduleurs sont un élément crucial lors de la connexion des systèmes d’énergie renouvelable au réseau, car ils convertissent le courant continu (CC) produit par les cellules solaires et les éoliennes en courant alternatif (CA). Le réseau utilise le CA pour transmettre l’énergie sur de longues distances, donc toute énergie renouvelable générée doit être convertie ; sinon, elle ne peut pas être intégrée au réseau.
Le CC a une tension unidirectionnelle constante, tandis que l’électricité CA circule dans deux directions car la tension passe de positive à négative. Les onduleurs sont une classe de dispositifs électroniques de puissance capables de réguler les flux d’énergie pour changer le courant du CC au CA et vice versa. Les onduleurs se présentent sous plusieurs formes, allant des onduleurs de chaîne connectés à plusieurs systèmes de production d’énergie, jusqu’aux onduleurs centraux et micro-onduleurs connectés à un seul producteur d’énergie.
Le développement des onduleurs
La technologie des onduleurs a connu une innovation continue en fonction de l’augmentation des besoins et de l’intérêt pour l’intégration des énergies renouvelables. Les onduleurs modernes doivent correspondre aux capacités du réseau tout en s’adaptant aux demandes énergétiques en constante évolution.
Dans les années 1990, les onduleurs ne pouvaient pas fournir de soutien au réseau ni aider à maintenir sa stabilité. Dans les années 2000, la technologie des onduleurs s’est suffisamment développée pour soutenir le réseau, marquant un tournant dans l’intégration des énergies renouvelables. Dans les années 2020, les onduleurs formant le réseau sont devenus si avancés que leur utilisation n’est plus limitée à la fourniture d’énergie, ils sont désormais devenus des dispositifs de gestion active du réseau.
Onduleur solaire à grande échelle. Image utilisée avec la permission de National Renewable Energy Laboratory
Onduleurs et résilience
Les onduleurs garantissent la stabilité du réseau, et combiner des onduleurs de réseau avec des BESS peut aider à répondre aux exigences croissantes de stabilité des réseaux électriques modernes.
Les onduleurs avancés aujourd’hui sont des dispositifs contrôlés par la tension capables de fonctionner comme des générateurs et de gérer les fréquences électriques en cas de pannes et de coupures de courant. Les BESS jouent également un rôle crucial dans le réseau, car ils permettent de stocker l’énergie lorsque la production solaire ou éolienne est élevée pour une utilisation ultérieure, en cas de capacité de génération d’énergie beaucoup plus faible (pendant la nuit pour le solaire, par exemple). Lorsqu’ils sont associés aux BESS, les onduleurs affichent une efficacité et des temps de réponse beaucoup plus élevés que les centrales électriques synchrones.
Les onduleurs avancés peuvent redémarrer les réseaux lors d’une coupure de courant grâce à un processus de redémarrage à froid. Cette capacité ajoute une couche supplémentaire de stabilité et de résilience au réseau dans ces scenarios. Les onduleurs avancés capables de redémarrer le réseau réduisent la dépendance aux méthodes de renforcement et de redistribution du réseau et permettent aux réseaux d’être stables lorsqu’ils sont entièrement alimentés par les énergies renouvelables.
Onduleurs, stockage et intégration des renouvelables
Avec l’introduction de plus d’énergie renouvelable dans le réseau, l’objectif final est de réduire les émissions de carbone. Les onduleurs sont clés pour cet objectif car ils permettent d’activer et de gérer la distribution d’énergie dans le réseau. L’utilisation des BESS sera importante aux côtés des onduleurs, car ils permettent de stocker l’énergie pendant les périodes de forte production (pour éviter le gaspillage) et de l’utiliser en périodes de faible production ou de crise, lorsque l’énergie est le plus nécessaire.
La combinaison d’onduleurs avancés et de BESS aidera à prévenir un déséquilibre entre l’offre et la demande dans un réseau entièrement renouvelable, à protéger le réseau contre les pannes ou les pics de demande d’énergie, à améliorer la résilience globale du réseau en répondant rapidement aux événements du réseau, et à permettre une adoption et une gestion à grande échelle des renouvelables.