Le réseau connecté de demain : comment les sources d’énergie propres alimentent-elles les villes ?  

La crise climatique est l’un des plus grands défis de notre époque. En raison de la combustion d’énergies fossiles et de la déforestation à grande échelle, la teneur en CO2 de l’atmosphère a augmenté et la Terre s’est réchauffée. Aujourd’hui déjà, nous pouvons constater les effets du changement climatique sous la forme de catastrophes environnementales. C’est pourquoi de nombreuses villes à travers le monde adoptent les énergies durables et renouvelables. 

Les produits du fabricant EA Elektro-Automatik aident à passer aux énergies renouvelables. La priorité est donnée à l’hydrogène, à l’énergie solaire et à l’énergie éolienne. Dans cet article, vous découvrirez comment les villes peuvent être approvisionnées en énergie renouvelable et comment vous pouvez les aider.

8 technologies qui changent l’avenir des énergies renouvelables

Il est crucial de trouver des sources d’énergie alternatives car la demande augmente. Les combustibles fossiles deviennent de plus en plus limités. Les réserves de pétrole, de charbon et de gaz naturel ne se régénèrent pas lorsqu’elles sont épuisées, il doit donc y avoir une alternative.

Le secteur croissant des énergies renouvelables nécessite des alimentations et des charges DC durables et régénératives

Wolfgang Horrig, Directeur des Ventes Internationales, EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG

Les avancées technologiques qui rendent l’énergie verte possible :

  1. Energie renouvelable
  2. Systèmes de stockage de l’énergie
  3. Composants
  4. Hydrogène
  5. Réparations et entretien
  6. Mobilité
  7. Recyclage
  8. Recyclage des piles

L’hydrogène – le carburant le plus prometteur

Les voitures à pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène ont le potentiel de devenir une alternative propre aux voitures à moteur à combustion, car elles ne produisent pas d’émissions locales, le ravitaillement se fait en quelques minutes et l’hydrogène peut être produit domestiquement.

Le gaz naturel, l’énergie nucléaire, la biomasse et les sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne peuvent toutes être utilisées pour fabriquer de l’hydrogène.

Figure 1 – Le procédé de traitement de l’ammoniac pour obtenir de l’hydrogène. Source : Nutrien Feeding the FutureTM

5 principales industries axées sur la transition vers l’hydrogène comme carburant

  1. Production d’électricité et batteries
  2. Réseau électrique
  3. Capacité électrique dédiée à la production d’hydrogène
  4. Stockage de l’hydrogène
  5. Transport de l’hydrogène

Selon les calculs d’EA Elekto-Automatik, il faudra investir entre 78 000 et 130 000 milliards de dollars d’ici 2050 pour aider ces industries à passer à l’hydrogène.

Comment les entreprises et les ménages utilisent-ils le réseau électrique ?

Figure 2 – Le concept des villes DC intelligentes et durables de demain. Source : EA Elektro-Automatik

Énergie solaire

La conversion de l’énergie renouvelable issue de la lumière du soleil en électricité améliore les réseaux de courant continu pour les ménages et les entreprises, ainsi que pour les transports avec des véhicules rechargeables et plus encore.

Energie éolienne

L’énergie éolienne repose principalement sur les éoliennes qui produisent de l’électricité et soutiennent le réseau durable.

Stockage d’énergie

En optimisant la capacité de pointe et en monétisant la production limitée d’énergie renouvelable, il est possible d’améliorer l’économie des installations solaires et éoliennes à l’échelle industrielle. Dans le réseau DC, tous les ménages et les entreprises jouent un rôle de stockage d’énergie et de sources d’énergie renouvelables (le réseau AC est progressivement supprimé). 

Caractéristiques des systèmes de stockage de l’énergie :

  • Source et puits de courant pour tester et décharger les batteries.
  • En raison de la large plage de tension et de courant des alimentations PSB, le logiciel EA Battery Simulator (voir figure 3) peut reproduire une large gamme de tensions et de capacités de batterie.
  • Les données spécifiques à la batterie, telles que la tension, le courant de charge/décharge, la résistance interne et la température, ainsi que l’état de charge (SOC) et l’état de santé peuvent être simulés ou calculés (SOH).
  • Grâce au logiciel EA Power Control, l’utilisateur peut contrôler jusqu’à 20 appareils simultanément et programmer leurs générateurs de fonctions individuels.

Figure 3 : Simulation et test des panneaux solaires et d’onduleurs photovoltaïques. Source : EA Elektro-Automatik

Alimentation par piles à combustible à l’hydrogène ou à l’ammoniac

Il fait partie du réseau électrique et complète l’énergie produite par le soleil ou le vent. Les piles à combustible directes à l’ammoniac sont une nouvelle technologie prometteuse pour extraire l’énergie chimique de l’ammoniac et la convertir en électricité avec une grande efficacité.

Les alimentations bidirectionnelles et les charges électroniques régénératives d’EA Elektro-Automatik imitent et testent efficacement les batteries et les piles à combustible. Les produits régénératifs d’EA, tels que les blocs d’alimentation PSB et les charges électriques ELR, contribuent à l’obtention de la certification de l’entreprise en tant que fabricant climatiquement neutre.

Charges électroniques ELR ou alimentations PSB :

  • permet de réaliser des tests de durabilité ;
  • permet des variations de charge importantes ;
  • aide aux tests de performance en créant des charges dynamiques à l’aide d’un générateur de fonctions d’onde intégré ;
  • simuler la puissance de sortie d’une pile à combustible pour tester les performances de l’onduleur et du convertisseur DC-DC en fonction des variations de la tension de sortie de la pile à combustible ;
  • aide aux tests de charge accélérés, au cours desquels un empilement de piles à combustible est soumis à des variations de charge cycliques ou à des rampes de courant de charge pendant plus de 100 heures.

Grâce à des sorties et des entrées qui changent automatiquement, ces alimentations et charges d’EA réduisent l’alimentation ou la charge de sortie afin d’économiser de l’espace, puisqu’il n’est pas nécessaire d’acheter une alimentation ou une charge plus importante pour traiter une tension ou un courant plus élevé. Les alimentations bidirectionnelles de la série PSB ont des puissances de 2,5 kW à 30 kW, jusqu’à 2000 V dans un boîtier compact 4U, tandis que les charges électroniques régénératives de la série ELR offrent des entrées de 320 W à 30 kW, jusqu’à 1000 A dans un boîtier compact 4U.

De plus, les produits d’EA Elektro-Automatik avec récupération d’énergie régénérative peuvent :

  • Restituer 96 % de l’énergie consommée par les charges électroniques ELR à courant continu et les alimentations PSB bidirectionnelles (en mode abaissement)
  • Réduire les coûts des services publics et du chauffage et de la climatisation.
  • Réduire la taille et le bruit des ventilateurs de refroidissement.
  • Réduire l’infrastructure de refroidissement des instruments à haute puissance.
  • Économiser jusqu’à 50 % place, par rapport aux charges dissipatives standard.
  • Contribuer à la protection de l’environnement.

L’écosystème de l’e-mobilité

Selon EA, tous les principaux composants de l’écosystème des véhicules électriques peuvent être testés à l’aide des alimentations régénératives bidirectionnelles EA, par exemple :

  • Convertisseur (DC-DC)
  • Pile à combustible, batterie au lithium et système de gestion des batteries
  • Lampes, relais, capteurs et fils pour véhicules électriques
  • Moteur électrique avec inverseur de traction
  • Chargeur embarqué

Ils conviennent à l’évaluation des installations de charge de batteries externes de véhicules électriques et aux essais de véhicules électriques sur route, rail, air et mer.

En choisissant les produits EA Elektro-Automatik, il est possible de mettre en parallèle jusqu’à 64 alimentations ou charges avec une source ou un puits de sortie jusqu’à 1,92 MW.

Image 4 – Système d’alimentations PSB et de charges ELR. Source : EA Elektro-Automatik

Le réseau d’énergie verte de demain

Compte tenu des avantages de l’hydrogène en tant que source d’énergie renouvelable, les pays devraient investir davantage dans ce domaine à l’avenir. Le “carburant vert” est une alternative écologique et renouvelable au moteur à combustion et aux énergies fossiles, et contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l’amélioration de la qualité de l’air. Les villes et les communes peuvent profiter de cette source d’énergie propre grâce à la transition à laquelle contribuent des entreprises comme EA. Grâce au soutien de fabricants comme EA Elektro-Automatik, les villes peuvent profiter de la transition énergétique. En combinant des sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne, les piles à combustible à l’ammoniac, l’hydrogène et le stockage de l’énergie, nous pouvons apporter une contribution importante à la protection du climat. 

Elektro-Automatik contribue à la protection de l’environnement avec les la série PSB de blocs d’alimentation et ELR de charges. Vous trouverez d’autres produits de ce fabricant respectueux des ressources et économe en énergie sur le site en ligne de Distrelec. Contribuez vous aussi à la protection du climat.

Cet article est un ouvrage conceptuel, c’est-à-dire que les idées qui y sont abordées proviennent de l’auteur et ne représentent pas nécessairement le point de vue du fabricant EA Elektro-Automatik.

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