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Le réchauffement climatique et les ressources limitées en combustibles fossiles obligent les pays à créer des systèmes d’énergie écoresponsables. Ces dernières années, les réseaux intelligents basés sur des sources d’énergie renouvelables ont pris de plus en plus d’importance et ouvrent la voie à un approvisionnement en énergie propre. Dans ces cas, l’énergie est générée à partir de ressources naturelles illimitées telles que le vent et le soleil, qui sont disponibles en quantités variables durant la journée. La production fluctuante de courant en découlant doit correspondre à la demande qui varie également sur la journée. Les réseaux électriques connectent un grand nombre de ressources énergétiques distribuées. Les nouveaux dispositifs tels que les transformateurs à semi-conducteurs, les transformateurs de réseaux locaux contrôlables et les batteries stationnaires peuvent aider à assurer un approvisionnement stable en énergie mais ils requièrent d’être contrôlés. Pour cette raison, les systèmes modernes d’alimentation en énergie doivent être intelligents. Ce qui signifie que les composants individuels de systèmes pour la génération, le contrôle de la consommation et le stockage d’énergie doivent faire partie du même réseau de communication, supervisé par une unité de contrôle centrale (système SCADA) qui enregistre chaque changement survenant dans le système énergétique global et y répond en adaptant l’approvisionnement à la consommation. Les principaux objectifs des réseaux intelligents sont d’augmenter l’efficacité, d’économiser les ressources, de réduire les émissions et d’assurer un approvisionnement en énergie qui soit adéquat à tout moment.

Vehicle-to-Grid

L’industrie des machines électriques ne cessant de se développer, les véhicules électriques deviennent une solution prometteuse pour les fluctuations auxquelles les systèmes d’énergies renouvelables doivent faire face. Les batteries que ces véhicules embarquent peuvent être utilisées en tant que systèmes de stockage mobiles, connectables au réseau dès que de l’énergie supplémentaire est requise ou qu’un surplus d’énergie est disponible pour être stocké en vue d’une utilisation ultérieure – un concept mieux connu sous le nom de « vehicle-to-grid » (V2G).

Maison intelligente et Vehicle-to-Home

La « Maison intelligente » (Smart house) est un autre terme fréquemment utilisé dans le contexte des concepts énergétiques pour le futur. À l’image des « Réseaux intelligents » (Smart grid), il fait allusion à un habitat équipé de composants destinés à la génération, à la gestion, au contrôle de la consommation et au stockage d’énergie. Les systèmes énergétiques des maisons intelligentes sont toujours connectés au réseau mais peuvent fonctionner de manière autonome pendant un certain temps. De même, les véhicules électriques peuvent être connectés à ce système afin de fournir de l’énergie supplémentaire sur demande (« vehicle-to-home », V2H).

Support dSPACE

dSPACE travaille de manière proactive sur des solutions technologiques pour le contrôle de l’énergie afin de supporter le développement de systèmes énergétiques respectueux de l’environnement. Que vous requériez du support lors du développement d’algorithmes de contrôle-commande pour l’unité de contrôle centrale ou les systèmes de contrôle et d'acquisition de données (SCADA), que vous ayez besoin d’un environnement prêt à l’emploi, de modèles de contrôleur ou d’électronique de puissance, ou tout simplement d’assistance dans le cadre de la simulation de batterie, de réseau de distribution d’énergie ou d’électronique de puissance – dSPACE vous aide à trouver la solution parfaite pour votre application.

Des systèmes de stockage d’énergie puissants et innovants sont essentiels à tout concept énergétique respectueux de l’environnement puisqu’ils permettent d’utiliser aussi efficacement que possible la puissance variable résultant des sources d’énergies renouvelables. La solution de stockage la plus efficace dans le domaine de l’approvisionnement énergétique reste les systèmes de stockage à accumulateurs stationnaires qui n’ont pas besoin de convertir l’énergie. Cependant, les piles à combustibles ont également pris de l’importance bien que leur but premier reste la propulsion des véhicules à bord desquels elles sont installées.

Les batteries des véhicules électriques peuvent également être utilisées comme une forme de système de stockage mobile. Au besoin, elles peuvent être connectées au système énergétique et fournir de l’énergie supplémentaire pour pallier aux fluctuations de l’approvisionnement et de la demande. Les derniers développements dans ce domaine se concentrent sur les techniques de « Chargement intelligent » (Smart charging) : Le véhicule électrique et la station de recharge communiquent entre eux afin d’optimiser le processus d’échange d’énergie et de planifier les temps de chargement.

CHAdeMO, ISO 15118 et GB/T 20234.2

Les véhicules électriques (EV), y compris les véhicules électriques à batterie (BEV) et les véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV) ainsi que les équipements d’alimentation pour véhicule électrique (EVSE), sont fabriqués par de nombreux constructeurs. Parallèlement, les infrastructures de recharge diffèrent considérablement selon la région. Par exemple, les connecteurs de charge peuvent varier de forme d’un pays à un autre. Pour gérer cette diversité, la standardisation est la clé. La communication entre les véhicules électriques et les équipements d’alimentation pour véhicule électrique est spécifiée dans plusieurs normes et standards tels que CHAdeMO, ISO 15118 et GB/T 20234.2. Ils aident non seulement les clients qui peuvent facilement passer d’un constructeur à un autre, mais également les constructeurs eux-mêmes dans l’harmonisation et donc la simplification de leurs processus de développement.

Support dSPACE

Que vous développiez des systèmes de charge, des systèmes de contrôle de pile à combustible ou des systèmes de batterie de stockage, dSPACE vous propose les outils adéquats pour vous aider à améliorer votre processus de développement.

Les concepts énergétiques écoresponsables impliquent l’utilisation d’énergie renouvelable comme source d’énergie principale. L’énergie est générée à partir de ressources naturelles illimitées comme le vent, l’eau et le soleil, ne produisant quasiment aucune émission. Les réseaux intelligents et les habitats intelligents incluent généralement diverses installations productrices d’énergies renouvelables, telles que des dispositifs photovoltaïques et thermo-solaires ainsi que des éoliennes. Néanmoins, le développement de tels systèmes d’alimentation en énergie représente un défi étant donné que l’énergie produite par ces systèmes d’énergie renouvelable fluctue tout au long de la journée. Selon les conditions climatiques, il y a ainsi des temps de production d’énergie accrue et d’autres de sous-production. Une estimation approximative de la production d’énergie attendue peut être faite à partir des prévisions météorologiques – mais ces données sont aussi fiables que peut l’être le temps lui-même. Pour cette raison, ces systèmes doivent faire preuve d’une haute flexibilité. Ils nécessitent des unités de contrôle intelligentes pour faire face aux variations en matière de génération et de demande d’énergie, ainsi que des systèmes de gestion d’énergie adaptés capables de reporter des actions moins urgentes à des périodes de plus haute production d’énergie.

Onduleurs solaires et onduleurs d’éolienne

Les systèmes de production d’énergie solaire et éolienne produisent habituellement du courant continu alors que la plupart des équipements électriques fonctionnent avec du courant alternatif. Il est ainsi nécessaire d’équiper de tels systèmes avec des composants d’électronique de puissance capables de convertir en courant alternatif le courant continu en sortie de ces systèmes, un courant alternatif qui sera aussi mis à disposition dans le réseau public ou dans un réseau électrique local.

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Que vous développiez des systèmes électriques, des unités de contrôle, des systèmes de gestion d’énergie, des onduleurs ou d’autres systèmes relatifs à l’énergie – dSPACE offre un support complet au niveau de la conception, du prototypage, de l’implémentation et du test de vos systèmes afin de vous aider à améliorer votre processus de développement.

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