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L'électricité sort de la prise !

L'électricité est devenue une telle évidence pour nous que nous la consommons tout simplement et n'y pensons plus. Mais que se passe-t-il en arrière-plan ? L'électricité que nous utilisons chaque jour est-elle efficace ? Tout le monde parle de la transition énergétique. En installant de plus en plus de systèmes photovoltaïques sur nos toits, nous apportons notre contribution à la production écologique d'électricité, mais l'avenir ne s'arrête pas là. En définitive, il s'agit d'optimiser l'ensemble du système ! Ce n'est pas seulement la production d'électricité qui doit être modifiée, mais aussi l'efficacité de l'énergie dans son application. Après tout, l'électricité solaire est une électricité à courant continu - mais nos foyers sont à courant alternatif.

Qu'est-ce que le DC ?

DC signifie « direct current » et désigne le courant continu. Cela signifie que l'intensité et la direction du courant ne changent pas. Nous connaissons le courant continu (DC) de la voiture comme l'allume-cigare de 12 volts ou la prise USB de 5 volts pour le téléphone portable.

Les réseaux DC qui fonctionnent avec du courant continu sont encore assez rares. Ils sont également connus sous le nom de micro-réseaux à courant continu (DC microgrids) ou de liaisons à courant continu (DC Link). Il s'agit généralement de petits réseaux décentralisés au sein de quartiers, de zones, d'entreprises commerciales ou de coopératives énergétiques (ZEV).

Qu'est-ce que le AC ?

AC signifie « alternating current ». Dans ce cas, l'intensité et la direction du courant changent à un rythme régulier. L'ensemble de notre foyer fonctionne en courant alternatif (AC) : le réfrigérateur de 230 V, la perceuse ou la cuisinière électrique de 400 V en courant triphasé. L'électricité provenant de la prise de courant qui est considérée comme acquise partout est un courant alternatif monophasé de 230V.

Le réseau électrique public avec ses lignes aériennes, notre connexion à la maison ou à l'entreprise commerciale et dans les quartiers ou les zones est en courant alternatif (AC).

Une question de sens pour l'efficacité énergétique

Les systèmes d'énergie renouvelable fonctionnent avec du courant continu (DC), car l'énergie produite par votre système photovoltaïque est de l'électricité en DC. Il en va de même pour les éoliennes, les installations de biogaz, les piles à combustible ou d'autres producteurs d'électricité. Cette énergie est convertie en courant alternatif (AC) par des onduleurs et est soit consommée par les ménages ou les entreprises commerciales, soit injectée dans le réseau public de courant alternatif (AC). Toutefois, nous ne voulons pas aborder ici la question des achats coûteux d'électricité auprès de la compagnie d'électricité ou des tarifs de rachat médiocres pour l'électricité autoproduite. Il s'agit des pertes de conversion dues au transfert multiple du courant continu au courant alternatif et vice versa. Il en va de même pour les problèmes de puissance critique de connexion au réseau lors de l'injection de grandes quantités d'énergie dans le réseau public de courant alternatif.

Votre ordinateur, votre télévision, votre véhicule électrique, vos lampes LED ou les moteurs électriques de vos machines fonctionnent avec du courant continu (DC). Partout dans votre foyer ou votre entreprise, il y a, de manière visible ou invisible, des alimentations intégrées avec des transformateurs de courant qui doivent retransformer le courant de 230 V (AC) provenant de la prise en courant continu (DC) de plus faible tension afin de faire fonctionner les appareils. Si l'électricité produite par votre système photovoltaïque est du courant continu et que de nombreux appareils ont également besoin de courant continu, pourquoi la conversion constante du courant continu en courant alternatif et vice-versa ? Car ces conversions impliquent une perte d'énergie à chaque fois et nuisent donc à l'efficacité énergétique. Une électricité précieuse est gaspillée "sans raison". La réponse à ce pourquoi peut être trouvée, entre autres, dans l'histoire de l'électricité.

15% d'efficacité énergétique et de rentabilité en plus grâce au réseau DC

L'énergie provenant du toit de nos systèmes photovoltaïques est fournie sous forme de courant continu (DC). Les pertes de conversion en courant alternatif (AC) sont un gros problème et réduisent finalement nos rendements. Et si les pertes de conversion pouvaient être réduites ? Faisons le calcul :

Réseau AC

Réseau DC

Conclusion : avec un réseau en courant continu, les pertes de conversion peuvent être réduites de moitié.

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Handicap des systèmes couplés en courant alternatif

L'un des plus grands défis concernant le futur réseau public de courant alternatif est encore devant nous. L'addition du photovoltaïque d'ici 2050 est gigantesque pour garantir une sécurité d'approvisionnement suffisante avec toutes les autres énergies renouvelables : il faudrait encore installer 12 000 MWc de photovoltaïque. Il n'est pas possible d'injecter ce surplus d'énergie de plusieurs milliers de mégawatts dans le réseau public. Le réseau AC n'est pas conçu pour cela. L'expansion nécessaire du réseau pour accueillir ces "raz-de-marée énergétiques" coûte une fortune. La conséquence de cette puissance insuffisante de connexion au réseau en courant alternatif est que les systèmes photovoltaïques ou les consommateurs d'énergie sont déconnectés par le fournisseur de réseau ou que des systèmes photovoltaïques trop petits sont installés. En effet, plus la puissance du système photovoltaïque, du stockage sur batterie et des stations de charge est élevée, plus la connexion au réseau en courant alternatif doit être conçue pour permettre une augmentation des puissances de connexion au réseau afin de répondre aux accès simultanés. En outre, les surcharges dues aux pics de consommation d'électricité et la surproduction due aux énergies renouvelables irrégulières nécessitent une gestion de l'énergie et de la charge de plus en plus complexe au sein de la compagnie d'électricité. Tout cela signifie soit accepter une perte d'énergie gigantesque, soit ne pas exploiter le potentiel photovoltaïque.


Avantages des systèmes couplés en courant continu

Avec un système couplé au courant continu, il est possible d'utiliser tout le potentiel d'une installation photovoltaïque, car l'électricité produite en courant continu est déjà transmise à ses consommateurs au sein du réseau de courant continu, stockée et seul le surplus est injecté dans le réseau public - le tout avec de faibles pertes de conversion. En particulier dans le cas des centrales solaires "surdimensionnées", qui n'obtiennent souvent pas de permis pour leurs installations en raison de la faible capacité de raccordement au réseau ou qui sont confrontées à d'énormes coûts supplémentaires pour l'extension du réseau, une solution à courant continu avec vente directe de l'électricité produite à courant continu à l'environnement proche est une alternative judicieuse. Dans ce cas, les autorisations de raccordement de la compagnie d'électricité ne sont plus nécessaires, car vous pouvez travailler avec le raccordement au réseau existant. C'est une situation gagnant-gagnant pour les deux parties : Le propriétaire du système PV peut exploiter pleinement son potentiel et l'EVU n'a pas besoin d'étendre son réseau de courant alternatif et a moins de soucis avec sa gestion de l'énergie. Un autre avantage d'un micro-réseau à courant continu est qu'aucune gestion de l'énergie n'est nécessaire, car la tension du lien continu est automatiquement régulée par les participants.

Les réseaux à courant continu économes en énergie sont déjà réalisables aujourd'hui.

Dans l'illustration ci-dessous, vous pouvez voir un exemple de micro-réseau à courant continu dans la zone supérieure. Sous la liaison DC, le réseau AC familier continue d'exister avec ses connexions précédentes. Avec le concept DCmaxx© d'innovenergy, nous apportons une contribution à la transition énergétique - grâce à des solutions de réseau DC efficaces en énergie et à nos systèmes écologiques de stockage par batterie au sodium salimax©.