La crise énergétique a accentué notre besoin d’énergies renouvelables dans notre réseau national. Le manque d’approvisionnement du réseau expose de nombreuses industries et entreprises à des risques opérationnels. C'est argumenté que les objectifs climatiques ambitieux de la Grande-Bretagne et sa dépendance aux énergies renouvelables, qui ont permis de réduire positivement les émissions, ont exposé leur système énergétique à des risques facteurs à l’origine de la récente crise énergétique.
Des événements macroéconomiques tels que la crise énergétique et la canal de Suez Les blocages ont démontré ce qui peut arriver à l’offre et à la demande nationales d’énergie. La résilience de nos systèmes énergétiques est cruciale dans notre transition vers une économie circulaire basée sur les énergies renouvelables.
Les développements technologiques en matière de stockage d’énergie et de ressources renouvelables telles que les panneaux solaires font de concepts tels que les micro-réseaux des solutions plus prometteuses pour nos futurs besoins énergétiques, qui ajouteront de la résilience à nos systèmes énergétiques.
Qu'est-ce qu'un micro-réseau ?
Un micro-réseau est un groupe local, contrôlable et décentralisé de sources et de charges électriques qui peuvent se déconnecter des réseaux nationaux ou macro et rester viables. Lorsqu’ils sont déconnectés de réseaux plus grands, les micro-réseaux peuvent assurer la distribution d’énergie à leurs utilisateurs grâce à leur propre production d’électricité. Ceci est parfois appelé fonctionnement en « mode îlot ». Les micro-réseaux doivent donc disposer de leur propre source de production d’électricité. Les énergies renouvelables constituent souvent la principale source de production d’électricité.
La capacité d’opérer « sur une île » assure la sécurité énergétique et la résilience de ceux qui sont connectés au micro-réseau en fournissant un approvisionnement énergétique d’urgence. En plus d’agir comme un réseau de secours, un micro-réseau offre des opportunités de réduction des coûts et des émissions aux individus et aux organisations qui l’utilisent.
Les micro-réseaux peuvent réduire le gaspillage d’énergie et diversifier le réseau électrique pour ceux qui y sont connectés. Ces réseaux électriques autonomes peuvent s’appuyer sur l’énergie en courant continu (CC) produite par des sources d’énergie renouvelables connectées. Au lieu de devoir tirer du courant alternatif (CA) d’un réseau national ou régional et de le convertir en courant continu, ce qui entraîne des pertes d’énergie, les bâtiments pourraient tirer du courant continu directement du micro-réseau. Cela en fait un réseau électrique actif (qui contient au moins une source de tension pouvant fournir de l’énergie à un réseau indéfiniment) plutôt qu’un réseau passif.
La production d'énergie renouvelable sera un instrument clé pour le développement et l'adoption ultérieurs des micro-réseaux. Ces innovations en matière de production et de distribution d’électricité sont également considérées comme d’excellentes solutions aux défis auxquels nous sommes confrontés lors de la transition vers les énergies renouvelables. Ingénieur en énergie durable Florijn de Graaf a écrit : « Ces micro-réseaux ont le potentiel de contribuer de manière significative à la résilience et à la flexibilité de notre système énergétique, car ils peuvent faciliter le déploiement à grande échelle de technologies d’énergies renouvelables intermittentes sans nécessiter de mises à niveau coûteuses des infrastructures. »
Cas d'utilisation des micro-réseaux
Les communautés, les zones résidentielles, les entreprises, les écoles et les centres de recherche, les hôpitaux, les sites militaires et les bâtiments gouvernementaux ne sont que quelques exemples de sites bénéficiant des concepts de micro-réseaux. Bien que ces entités puissent normalement être connectées à un réseau national, elles peuvent avoir l'assurance qu'une réserve d'énergie est disponible si elles sont connectées à un micro-réseau en cas de panne du réseau national en raison de pannes de courant (dues à une maintenance ou à des catastrophes).
Cas d'utilisation récent : fournir l'énergie gaspillée du centre de données aux bâtiments voisins
WZMH Architects, une société d'architecture basée à Toronto, a récemment développé le concept consistant à exploiter l'énergie gaspillée des centres de données et à la redistribuer ailleurs.
Les centres de données comptent parmi les structures les plus énergivores au monde. Le stockage de centaines de serveurs qui doivent fonctionner et être refroidis à tout moment nécessite beaucoup d’énergie. Études constatent que les centres de données consomment au moins 1 à 2 pour cent de la consommation mondiale d’électricité. Quelques dire c'est peut-être plus. Une grande partie de cette électricité est gaspillée.
WZHM, en partenariat avec l'Université Ryerson, conceptualisé un système où l'énergie gaspillée des centres de données pourrait être exploitée et livrée aux bâtiments voisins via un micro-réseau CC et un système de stockage par batterie. Les bâtiments proches des centres de données pourraient bénéficier d’une source d’énergie gratuite, fiable et autonome.
Ce concept de micro-réseau constituerait un système électrique alternatif aux bâtiments voisins. Leurs équipements et actifs seraient alimentés par l'énergie recyclée des centres de données ainsi que par les propres systèmes de production d'énergie renouvelable et de stockage par batterie d'un micro-réseau.
Les centres de données peuvent gaspiller jusqu'à 90 % de l'énergie qu'ils tirent du réseau. La conceptualisation du micro-réseau de WZHM recyclerait cette énergie gaspillée vers les bâtiments voisins. photo par imgix sur Unsplash
Stimuler l’innovation dans la production d’énergie renouvelable
Les défis liés à l’adoption à grande échelle des énergies renouvelables dans un réseau plus vaste sont leur production d’électricité à petite échelle ou intermittente. Cependant, les micro-réseaux bénéficieront de la production locale d’énergie renouvelable lorsqu’ils fonctionneront en mode insulaire. L’approvisionnement à partir de sources d’énergie renouvelables peut satisfaire une demande intermittente, rendant ainsi l’utilisation des énergies renouvelables plus attrayante pour les consommateurs.
Les microgrids invitent ceux qui y sont connectés à diversifier ses sources d'énergie. Les producteurs indépendants d’énergie verte (GEP) seront encouragés à connecter leur solution au micro-réseau en réalisant que l’énergie verte qu’ils produisent peut être plus facilement utilisée. À mesure que les micro-réseaux deviennent plus importants, nous pourrions assister à une prolifération de la production et de la consommation d’énergie renouvelable. Cela réduira certainement notre dépendance aux combustibles fossiles qui sont principalement utilisés pour produire de l’électricité.
Les micro-réseaux profitent à tous les acteurs du système énergétique
Les micro-réseaux constituent une innovation passionnante en matière de transport et de distribution d’énergie. Ils garantiront un approvisionnement énergétique stable et potentiellement moins cher à partir de sources connectées localement, une efficacité énergétique accrue grâce à la réduction des pertes de transport et de distribution, et des chances pour les opérateurs de micro-réseaux de vendre de l'énergie au réseau plus large.
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