La façon dont nous utilisons les systèmes UPS aujourd'hui a beaucoup changé. Les améliorations technologiques de l'efficacité, de la polyvalence et de la flexibilité des onduleurs ont permis à Borri d'aborder des applications d'onduleurs non standard telles que l'écrêtage des pointes et la mise en mémoire tampon de puissance. Ces techniques sont à leur tour liées aux systèmes UPS capables de répondre à la demande d'intégration dans les Smart Grids.
Dans cet article, nous examinons de plus près le fonctionnement de l'écrêtage des pics et pourquoi les réseaux intelligents sont un domaine d'application à fort potentiel pour les fabricants d'onduleurs. Pour ce faire, nous avons répondu à certaines des questions les plus courantes concernant les onduleurs d'écrêtement des pointes et leur intégration aux réseaux intelligents.
Qu'est-ce que l'écrêtage des pics ?
L'écrêtage est un ensemble de techniques visant à maintenir la courbe de demande d'énergie électrique la plus plate possible tout au long de la journée et de l'année, en annulant les pointes. Les consommateurs d'énergie capables d'écrêter les pics interagiront avec le réseau d'alimentation afin de diminuer leur absorption d'énergie pendant les périodes de forte demande d'énergie. Il s'agit notamment de la charge de travail maximale de l'usine ou de l'utilisation massive des systèmes de climatisation pendant les chaudes journées d'été.
Qu'est-ce qu'un réseau intelligent ?
Dans une disposition de réseau conventionnelle, l'électricité est générée par des installations à grande échelle, puis acheminée vers les consommateurs dans un flux d'énergie à sens unique. Dans un réseau intelligent, la production d'électricité est répartie entre les grandes centrales électriques et les sites de production plus petits, provenant principalement de sources d'énergie renouvelables. Dans la plus large mesure, les générateurs photovoltaïques résidentiels peuvent faire partie d'un réseau intelligent. Les TIC embarquées fournissent la capacité d'information requise pour le contrôle de la stabilité du réseau.
Pourquoi le stockage de l'énergie est-il si important dans les réseaux intelligents ?
L'un des objectifs d'un réseau intelligent est d'exploiter autant d'énergie renouvelable que possible, qui est très variable et nécessite un stockage d'énergie local pour stocker l'énergie produite pour une utilisation constante. L'un des types de stockage d'énergie préférés est la chimie Li-Ion, car les batteries Li-Ion sont parfaitement adaptées à une décharge partielle ou à une utilisation cyclique. Leur faible poids et leur plage de température relativement large les rendent également idéaux pour la mise en place de grandes réserves d'énergie, ainsi que de sources d'énergie distribuées.
Pourquoi l'écrêtage des pics est-il nécessaire ?
Les infrastructures de production et de distribution d'énergie doivent être dimensionnées en fonction de la demande de pointe. Si la demande de pointe est beaucoup plus élevée que la moyenne, les réseaux devront être surdimensionnés, donc le retour sur investissement pour les fournisseurs sera plus long.
De plus, des variations soudaines de la demande de charge peuvent entraîner une instabilité de la fréquence et de la tension du réseau, entraînant une détérioration de la qualité du réseau et, à son tour, des coûts supplémentaires pour le fournisseur. Les gestionnaires de réseau sont donc désireux de trouver des moyens d'atteindre une « courbe rasée » ; d'autre part, les utilisateurs qui sont disponibles pour mettre en place un programme d'écrêtement des pointes se verront généralement accorder une remise sur leurs factures d'énergie.
Comment fonctionne l'écrêtage des pics UPS ?
Le moyen le plus simple pour un onduleur de réduire l'absorption de puissance du réseau consiste à mettre au ralenti l'étage redresseur AC/DC et à passer à l'alimentation par batterie. L'énergie stockée alimentera donc les charges via la liaison CC de l'ASI pendant la durée requise. Pour fonctionner correctement, la puissance de la batterie doit être dimensionnée pour le temps de secours requis en cas de panne de secteur plus le temps d'écrêtage de pointe requis. Cette technique est également connue sous le nom de "Passive Grid Tie". Une implémentation plus complexe utilise des redresseurs bidirectionnels, de sorte que l'onduleur peut rejeter de l'énergie sur le réseau dans des schémas "Active Grid Tie".
Les liaisons actives sont plus flexibles lorsqu'il s'agit de fournir différentes quantités d'énergie dans le temps, d'autre part, elles nécessitent davantage de matériel et de logique de contrôle, en plus d'être soumises aux réglementations locales en matière de liaison au réseau. La logique de contrôle pour l'écrêtage des pics s'étend du simple marche/arrêt, avec une unité de répartition externe activant la fonction, à un algorithme UPS sophistiqué, surveillant la qualité du réseau en amont et commandant le système en conséquence pour adapter l'absorption de puissance.
Qu'est-ce qui se profile à l'horizon pour les systèmes UPS dans les années à venir ?
Les onduleurs seront de plus en plus intégrés aux réseaux électriques et joueront un rôle important dans le monde de l'Internet des objets. Au fur et à mesure que les réseaux intelligents se répandront dans le monde, les services sans interruption se répandront également, obligeant UPS à sauvegarder les grandes installations ainsi que les bâtiments résidentiels. L'énergie est une composante prédominante de l'économie circulaire et les fabricants d'onduleurs sont invités à réduire leur empreinte environnementale, en axant leur développement sur la réduction de l'exploitation de l'énergie et du CO2 tout au long de leur cycle de vie et en mettant en place des stratégies de seconde vie et de recyclage. Ce marché émergent offre des opportunités intéressantes dans de nombreux secteurs verticaux tels que les centres de données, l'industrie et la santé. EverExceed a récemment développé et déployé des solutions UPS dans la gamme de 10 à 400 kVA avec une capacité de stockage de puissance, fournissant des équipements médicaux.
En limitant la puissance d'entrée à la valeur de régime, les onduleurs garantissent que les pics d'énergie fréquents absorbés par les équipements IRM ou les scanners CT ne sont pas prélevés par le service public. Les utilisateurs finaux peuvent ainsi réduire leurs besoins énergétiques et leurs équipements en amont en conséquence, réalisant ainsi en permanence des économies substantielles sur leurs factures énergétiques.
