écrit par : Željko Rendulić, Directeur général chez Duplico
Motivé par une récente visite au salon ‘Green Energy’, j’ai ressenti le besoin de partager des observations qui vont au-delà du scintillement des présentations impressionnantes et de l’enthousiasme palpable. Dans des conversations avec des exposants et des visiteurs, il est devenu clair que la complexité des systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) est souvent sous-estimée. Un récit de simplicité domine : ‘Il suffit de demander un changement de consentement énergétique, et tout est résolu, surtout s’il n’y a pas de demandes d’augmentation de la puissance de connexion.’ Un utilisateur, séduit par une telle simplicité, pourrait facilement prendre une décision d’investissement sans comprendre pleinement ses réelles implications. Mais est-ce vraiment si facile ?
Bien que le marché soit inondé d’offres, et que le chemin réglementaire semble simple à première vue, la mise en œuvre d’un système de batterie est tout sauf facile. Cela nécessite une approche multidisciplinaire – des calculs de capacité précis à une connaissance approfondie de l’ingénierie électrique, de l’automatisation et des technologies de l’information, en passant par un entretien continu et, surtout, le respect des normes de sécurité et des règles du réseau local. Par conséquent, il est important de se rappeler : tout le monde ne peut pas vendre une batterie, car la mise en œuvre d’un système de batterie n’est vraiment pas un travail simple. Voici pourquoi.
1. Complexité Cachée Derrière le Consentement Énergétique
Bien que l’obtention du consentement énergétique soit une première étape nécessaire, ce n’est que la partie émergée de l’iceberg. Une série de questions clés se pose, rarement mentionnées aux stands promotionnels :
Sécurité incendie : Qu’en est-il du rapport de sécurité incendie ?
Calculs d’ingénierie : Qui est responsable des calculs de protection, de la dimensionnement des câbles et des sections de conducteurs, et de l’assurance de la sélectivité conformément à la norme HRN HD 60364 ?
Qualité de l’énergie : Comment la compatibilité électromagnétique est-elle gérée, ainsi que la compensation et l’élimination des harmoniques supérieurs, qui sont une conséquence inévitable de l’installation d’onduleurs de batterie ?
Un système de batterie n’est pas juste une ‘boîte’ qui se connecte au réseau. C’est un système électrochimique et électrique complexe dont la mise en œuvre nécessite des connaissances d’ingénierie approfondies et le respect de normes de sécurité strictes, telles que HRN EN IEC 62619:2022. Cette norme définit tout, des distances minimales et des barrières anti-incendie aux systèmes d’extinction d’incendie, à la ventilation et aux plans d’urgence.
2. Potentiel Énergétique : Comparaison d’une Batterie de 500 kWh et de TNT
Pour illustrer l’énorme potentiel énergétique caché dans les batteries, faisons une comparaison. Quel est l’équivalent énergétique en kilogrammes de TNT pour un système de batterie de 500 kWh ?
Bien qu’il existe plusieurs méthodes de calcul, l’une des plus couramment utilisées est basée sur l’énergie totale stockée. Bien qu’elle ne prenne pas en compte l’efficacité de la conversion en explosion, elle donne une bonne idée de l’ordre de grandeur.
Méthode de calcul :
Conversion de la capacité de la batterie de kWh en Mégajoules (MJ) :
Énergie (MJ) = Énergie (kWh) x 3.6
Calcul de l’équivalent TNT :
Équivalent TNT (kg) = Énergie (MJ)/4.184 MJ/kg (où 4.184 MJ/kg est la densité énergétique approximative du TNT)
Calcul pour un système de 500 kWh :
500 kWh x 3.6 = 1,800 MJ
1,800 MJ/4.184 MJ/kg ≈ 430 kg de TNT
Des estimations plus réalistes, qui tiennent compte du fait que seule une partie de l’énergie est libérée de manière explosive lors d’une fuite thermique incontrôlée, suggèrent un équivalent de 50 à 100 kg de TNT. Même avec une telle estimation conservatrice, nous parlons d’une énorme quantité d’énergie concentrée dans un petit espace, ce qui nécessite le plus haut niveau de mesures de sécurité.
3. Importance de l’Entretien Continu
Une fois installé, un système de batterie n’est pas une solution ‘installer et oublier’. Un entretien continu et professionnel est crucial pour sa longévité, sa sécurité et son fonctionnement optimal. Les raisons sont multiples :
Sécurité : Des inspections régulières identifient et éliminent les risques potentiels tels que des connexions lâches, des dommages à l’isolation ou des problèmes de système de refroidissement, qui peuvent entraîner une surchauffe et une fuite thermique.
Performance : La surveillance de l’état de santé (SOH) des cellules de batterie garantit que le système délivre la capacité et la puissance déclarées. La dégradation de la batterie est inévitable, mais avec une gestion appropriée, elle peut être considérablement ralentie.
Fiabilité : L’entretien logiciel, y compris les correctifs de sécurité et les mises à jour des algorithmes de gestion, garantit que le système fonctionne efficacement et est résilient face aux menaces externes.
Garantie : Les fabricants d’équipements conditionnent souvent la validité de la garantie à un entretien régulier et certifié.
Négliger l’entretien réduit non seulement le retour sur investissement, mais met directement en péril la sécurité des personnes et des biens.
4. Modes de Fonctionnement des Systèmes de Batterie
Les systèmes de batterie peuvent fonctionner en plusieurs modes opérationnels, en fonction des objectifs de l’utilisateur, du profil énergétique de l’installation et des conditions du marché. Les modèles les plus courants sont :
Modèle d’arbitrage : Le système de batterie se charge pendant les périodes de prix de l’énergie plus bas (la nuit), et l’énergie est utilisée pendant la partie la plus chère de la journée. Ce modèle est appliqué dans des installations avec une différence prononcée entre les tarifs inférieurs et supérieurs.
Chargement de l’excès d’une centrale photovoltaïque : La batterie prend de l’énergie de la centrale photovoltaïque lorsque la production actuelle dépasse la consommation interne de l’installation. Elle est utilisée pour augmenter l’autoconsommation et réduire le tirage d’énergie du réseau.
Réduction des pics : La batterie est activée uniquement aux moments où la consommation dépasserait un seuil de puissance défini. Elle est appliquée dans des opérations avec de grandes charges à court terme ou lorsque la puissance de pointe représente un coût significatif.
Combinaison de plusieurs modes de fonctionnement : Un système de gestion de l’énergie (EMS) avancé prend des décisions en temps réel concernant la charge, la décharge ou l’inactivité de la batterie. L’EMS traite les données sur la consommation, la production, les tarifs et les contraintes du réseau et optimise le fonctionnement du système dans les paramètres techniques définis.
5. Exigences Spécifiques des Microgrids
Lorsqu’un système de batterie devient partie intégrante d’un microgrid (un réseau énergétique local qui peut fonctionner indépendamment du réseau principal), la complexité augmente de manière exponentielle. Un microgrid nécessite un EMS sophistiqué qui équilibre la production de diverses sources (solaire, éolien), la consommation et l’état de la batterie en temps réel. Assurer la stabilité de la tension et de la fréquence est une tâche d’ingénierie extrêmement exigeante.
6. Logiciel : Le Cerveau des Opérations Cloud
Une attention particulière doit être accordée au logiciel qui gère le fonctionnement du système. Souvent, il s’agit de plateformes avancées basées sur l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique, exécutées sur des serveurs cloud situés dans des pays éloignés. Cela soulève un certain nombre de questions sérieuses :
Cybersécurité : Qui protège le système contre les attaques de piratage et le contrôle non autorisé de l’infrastructure énergétique ?
Latence : Des retards dans la communication avec un serveur distant peuvent-ils compromettre la stabilité du microgrid en millisecondes critiques ?
Fiabilité et dépendance : Que se passe-t-il en cas d’interruption de service de la part du fournisseur de services cloud ou de perte de connexion Internet ?
Souveraineté des données : Qui possède les données sensibles sur la production et la consommation d’énergie, et qui y a accès ?
Compter sur une infrastructure critique dont le ‘cerveau’ est situé en dehors de la juridiction nationale est un risque stratégique qui ne doit pas être négligé.
7. Point de Départ : Calcul de Capacité et Analyse du Retour sur Investissement
Avant toute décision d’achat, le point de départ absolu de tout projet doit être un calcul détaillé de la capacité requise et une analyse du retour sur investissement (ROI). Acheter une batterie surdimensionnée signifie un capital bloqué inutilement, tandis qu’une batterie sous-dimensionnée ne répondra pas aux attentes et aux besoins énergétiques.
À cette fin, des outils logiciels spécialisés ont été développés pour permettre une optimisation précise du système de batterie. Basés sur des relevés de consommation de 15 minutes, ces outils modélisent le fonctionnement du système et trouvent la taille de batterie optimale qui garantira le retour sur investissement le plus rapide et les économies maximales. Le développement de tels logiciels nécessite un engagement significatif des équipes d’ingénierie ayant une vaste expérience dans les systèmes énergétiques.
8. Spécificités du Marché Croate
Ici, nous arrivons à une différence clé. Les produits provenant de pays avec des systèmes énergétiques, des modèles de facturation et des prix de l’énergie différents ne peuvent tout simplement pas fonctionner efficacement dans notre environnement de réseau sans adaptation. Les fabricants proposent du matériel qui répond à des normes générales, mais pas nécessairement aux règles spécifiques des opérateurs de réseau (HOPS, HEP ODS). Ces règles ne sont connues que par des concepteurs expérimentés et des entreprises en Croatie qui s’occupent de cette question.
Une batterie n’est pas la même chose qu’une centrale solaire. Bien que les systèmes photovoltaïques soient également devenus largement disponibles, leur interaction avec le réseau est plus simple. Un système de batterie est un élément actif du réseau qui nécessite une intégration et une programmation approfondies conformément aux règles locales. C’est un travail pour des experts.
Texte créé en collaboration avec Duplico
