Peak Shaving - un réseau électrique stable à prix constants
par Vivian Bullinger | 01.04.2022
Le peak shaving consiste à éviter ou à raser, au sens figuré, les charges de pointe qui sont importantes pour les prix élevés de l'électricité et qui représentent un défi pour la stabilité du réseau. Pour ce faire, il existe deux options : Réduire la demande en électricité ou connecter une autre source d'électricité. Le peak shaving est toujours utilisé en cas de fortes fluctuations de la consommation. L'objectif est de garantir une consommation aussi constante que possible et donc un réseau stable. Avec l'augmentation des accumulateurs externes, comme les voitures électriques ou les accumulateurs à batterie, le sujet prend une nouvelle dimension. Des solutions permettant une régulation intelligente de la consommation sont nécessaires.
Les profils de charge standard aident à planifier les besoins
Notre infrastructure énergétique est un système très fragile et sophistiqué. Il faut s'assurer à tout moment qu'il y a suffisamment d'énergie disponible pour répondre aux besoins. Afin de contrecarrer la volatilité des besoins au niveau de la planification, des profils de charge standard ont été établis pour divers groupes de consommateurs sur la base d'un grand nombre de données fournies par des associations professionnelles et des exploitants de réseau. Cela permet d'estimer les besoins en énergie et en puissance et de les couvrir au moyen des centrales électriques disponibles.
Des secteurs différents avec des exigences différentes
L'industrie et l'artisanat ont des exigences très particulières vis-à-vis du réseau électrique. Ils représentent environ 70 % de l'ensemble des consommateurs d'électricité et ont donc une grande influence sur le réseau. Les hôtels, les supermarchés ou les magasins de bricolage, par exemple, possèdent des besoins en électricité élevés en raison de leur grand nombre de consommateurs. Ces besoins peuvent être entièrement ou partiellement couverts par l'utilisation d'une installation photovoltaïque et d'un accumulateur d'électricité. Cela permet de réduire sensiblement les besoins en électricité et de diminuer les émissions de CO2. Mais c'est justement pour ces trois groupes que des problèmes supplémentaires apparaissent. En raison du grand nombre de points de consommation, la charge de base que ces consommateurs prélèvent en permanence sur le réseau est très élevée. De plus, des pics de consommation peuvent apparaître en raison de la mise en service ou du fonctionnement temporaire d'autres consommateurs élevés. Pour pouvoir répondre à ces pics de consommation ou de charge, l'infrastructure de notre réseau énergétique doit disposer de capacités.
Ces "tampons" doivent à leur tour être payés par les consommateurs par le biais d'une rémunération séparée sous la forme d'un prix de puissance. Ce prix de la puissance s'élève, selon la région et le gestionnaire de réseau, entre 40 € et 180 € par kilo-watt (kW) mis à disposition.
Exemple de facture Coûts de mise à disposition de la puissance : Puissance mise à disposition : 180 kW Prix de la puissance : 85 € par kW Coûts de mise à disposition de la puissance : 15.300 € par a
L'e-mobilité aggrave le problème
Un autre facteur assure une nouvelle augmentation de la consommation, notamment dans l'hôtellerie et le commerce de détail. Pour les hôtels, les supermarchés ou les magasins de bricolage, le développement de notre mobilité sous forme d'e-mobilité devient de plus en plus important. Deux aspects essentiels découlent de l'offre de possibilités de recharge pour les voitures électriques dans l'hôtellerie et le commerce de détail :
1. en offrant aux clients la possibilité de recharger leur véhicule électrique sur place (par exemple pendant leur séjour ou leurs achats), le service offert au client est amélioré et la fidélisation de ce dernier est ainsi renforcée.
2. ces consommateurs supplémentaires entraînent un besoin accru en puissance de raccordement et des pics de puissance supplémentaires au niveau du raccordement au réseau. Cela se répercute à son tour négativement sur les coûts de l'énergie et l'augmentation du prix de la puissance ou conduit à la nécessité d'étendre davantage le raccordement au réseau, ce qui peut rapidement entraîner des coûts élevés.
Exemple - Coûts pour une mise à disposition de puissance plus élevée pour 5 points de charge :
Puissance actuelle du raccordement au réseau : 180 kW Prix actuel de la puissance : 85 € par kW Coûts de la mise à disposition de la puissance : 15.300 € par a
5 points de charge de 22kW chacun : 5 x 22kW = 110kW Le facteur de simultanéité supposé selon DIN VDE 0100-722 correspond au facteur 1 Nouvelle puissance de raccordement au réseau : 110kW + 180kW = 290kW Coûts pour la mise à disposition de la puissance : 24.650 € par a Coûts supplémentaires dus à l'infrastructure de charge électrique : 9.350 € par a
Le facteur de simultanéité de 1 exigé par la norme pose problème dans cette considération. Celui-ci suppose que dans le cas extrême, toutes les bornes de recharge fonctionnent à la puissance maximale. Or, ce cas de figure est difficilement réalisable dans la réalité, car les bornes de recharge sont toujours en charge à des puissances différentes ou ne sont pas toujours chargées à tous les points de recharge. Mais là encore, l'énergie PV permet de remédier à cette situation. L'utilisation d'un système PV en combinaison avec un grand réservoir de stockage et une régulation intelligente permet de réduire la puissance de raccordement au point de connexion au réseau.
Gestion des composants et des charges pour un peak shaving efficace
L'efficacité du Peak Shaving dépend justement de la régulation intelligente des composants. Le système de gestion de l'énergie Solar-Log s'est penché sur ce sujet depuis longtemps et présente déjà une grande compatibilité avec divers composants sur le marché. Le système est ainsi en mesure de réguler un grand nombre de composants entre eux. Cela s'applique tout particulièrement aux installations photovoltaïques et aux onduleurs qui y sont installés. Grâce à l'utilisation de la régulation Solar-Log pour le Peak Shaving et la gestion de la charge, l'installation PV peut être utilisée en combinaison avec un accumulateur professionnel qualifié* pour réduire la puissance de raccordement au point d'interconnexion du réseau et continuer à utiliser de l'énergie durable pour l'e-mobilité. L'utilisation du système Solar-Log permet non seulement de surveiller l'installation PV ou de réaliser un raccordement conforme au réseau de moyenne tension, mais aussi de réguler une infrastructure de recharge électrique et d'intégrer un accumulateur professionnel dans la gestion intelligente de la charge.
Comment cela se présente-t-il dans la pratique ?
Supposons que l'utilisateur parvienne à réduire la puissance de raccordement de 60 kW en utilisant la régulation Solar-Log.
Quelles en seraient les conséquences ? 1. la puissance effectivement requise par le réseau est réduite, ce qui assure un délestage actif du réseau et aide tout le monde à garantir une infrastructure énergétique stable.
2. 60 kW de puissance requise en moins signifie également moins de coûts en termes de prix de la puissance, dans notre cas : 60 kW * 85 €/kW/a = 5.100 € par a
3. l'utilisation d'une régulation intelligente permet, conformément à la norme DIN VDE 0100-722, de réduire le facteur de simultanéité de "1", par exemple à 0,75, car on suppose que seuls 75 % de la puissance maximale sont prélevés simultanément.
Résultat de l'exemple ci-dessus : 110 kW de puissance de raccordement pour l'infrastructure de recharge électrique avec un facteur de simultanéité de 0,75 ➞ 82,5 kW de puissance de raccordement maximale Réduction de la puissance de raccordement totale de 60 kW ➞ 202,5 kW de nouvelle puissance de raccordement maximale au réseau. Nouveau prix de la puissance : 17 212 €/a Économie par rapport à la situation antérieure : 7 438 €/a.
Trois facteurs positifs : transition énergétique, stabilité du réseau, coûts
La mise en œuvre systématique du Peak Shaving entraîne une réduction des coûts et une plus grande stabilité du réseau. Un système de gestion de l'énergie qui prend en charge le réglage intelligent de divers composants, offre des solutions pour le monitoring au point de raccordement au réseau et une gestion des charges, apporte un soutien dans ce domaine. Une grande compatibilité avec les systèmes d'onduleurs photovoltaïques offre à l'utilisateur une flexibilité maximale lors du choix et également pour les changements futurs. Grâce à une régulation intelligente de l'énergie PV, celle-ci peut être maximisée, ce qui permet de réduire efficacement la puissance de raccordement au réseau. Ceci, associé au Peak Shaving, permet de réduire les coûts et constitue un facteur important dans la transition énergétique et le soutien du réseau énergétique.