La conception de nouveaux systèmes d’énergie renouvelable et leur intégration au système électrique existant posent de nombreux défis, que ce soit en termes de définition des modes d’opération, de choix d’éléments de protection, de stabilité du réseau ou de la gestion optimale de l’énergie. Il devient donc nécessaire de valider le bon fonctionnement de ces nouveaux systèmes avant même leur déploiement sur le terrain.
Dans ce contexte, Nergica travaille en partenariat avec OPAL-RT pour développer une librairie de modèles de jumeaux numériques des systèmes de production décentralisée d’énergie et un contrôleur pour l’optimisation de la gestion du flux de puissance/énergie dans les microréseaux. Des développements qui permettront ultimement d’optimiser, dans les microréseaux, l’utilisation des sources d’énergies renouvelables à haut taux de pénétration.
Des travaux de recherche axés sur les besoins des intégrateurs et des opérateurs
Différents outils d’analyse et diverses méthodes d’essai peuvent être utilisés pour la recherche et le développement en intégration des sources d’énergie renouvelable, ainsi que pour la gestion de l’énergie dans les réseaux électriques intégrés ou isolés. Parmi ceux-ci, les méthodes d’essai basées sur la simulation en temps réel et comportant des modèles numériques détaillés s’avèrent prometteuses. Elles permettent, entre autres, de tester des stratégies d’opération ou des scénarios qui pourraient arriver avant que ces derniers ne se produisent dans le milieu réel. L’utilisation des simulateurs en temps réel et l’ajout de matériel dans la boucle de simulation (Hardware-in-the-Loop) conduisent également à une réduction des coûts de recherche et de développement et de design des réseaux.
Grâce à des infrastructures placées en conditions réelles, à des techniques de détermination de paramètres et à des plans d’essai adaptés aux différentes sources de production d’énergie, il est possible de créer des jumeaux numériques, soit des modèles dont le comportement dynamique est validé et réaliste.
En somme, Nergica possède les infrastructures – comprenant notamment un microréseau grandeur nature et une plateforme de simulation en temps-réel OPAL-RT – et l’expertise pour aller du concept au test dans des conditions d’opération in situ et pour réaliser des validations par simulation en temps réel avec du matériel dans la boucle (Hardware-in-the-Loop). Ces efforts de recherche menés en collaboration avec OPAL-RT contribueront à développer un savoir-faire permettant d’étudier la fiabilité et la viabilité du déploiement de systèmes d’énergie renouvelable, que ce soit en régime permanent ou en régime transitoire. Ce faisant, le projet apportera des réponses aux préoccupations des intégrateurs et des opérateurs favorisant ainsi une plus grande intégration des énergies renouvelables et une transition énergétique efficace.
Soulignons que les projections sur l’évolution du mix électrique mondial prévoient qu’à horizon 2050, 64 % de l’électricité sera d’origine renouvelable, alors qu’en 2017, les deux tiers de l’électricité produite demeuraient d’origine fossile. Ainsi, des 11 500 milliards de dollars US qui seront investis d’ici 2050 pour augmenter la capacité de production de 13 157 GW, 86 % iront à des technologies zéro émission, dont 8 400 milliards de dollars US à des projets éoliens et solaires PV[1]. Selon l’agence New Energy de Bloomberg, le prix du mégawattheure (MWh) photovoltaïque sera de l’ordre de 25 $ US. Quant à l’énergie éolienne, les coûts devraient baisser encore de 58 % d’ici 2050, alors que les coûts du stockage sur batteries vont chuter de 67 %[2].
[1] A. Barbaux, « 64 % d’électricité renouvelable dans le monde en 2050, selon Bloomberg – L’Usine de l’Energie », L’usine Nouv., juin 2018.
[2] Idem
