Contribuer à la stabilisation du réseau de manière intelligente grâce au module easyE4 d'Eaton
Lieu : Andernach, Rhénanie-Palatinat, Allemagne
Défi : ajouter un contrôle d’ondulation simple et économique aux onduleurs PV
Solution : module logique easyE4 avec module Modbus RTU
Résultat : intégration intelligente d’un contrôle d’ondulation conforme aux spécifications de l'opérateur du réseau
Nous utilisons Modbus RTU et les quatre contacts de commutation sans potentiel du easyE4, qui sont connectés au récepteur de contrôle d'ondulation de l'opérateur du réseau, pour réduire la puissance de sortie à 60 %, 30 % ou 0 %.
Contexte
Tout a commencé par une passion pour les voitures entièrement électriques. Afin de faire progresser la transition énergétique, Denis Röthke et Michael Giesa, fondateurs et PDG d'IVG Energy Solutions GmbH, souhaitaient permettre à leurs clients de recharger leurs véhicules électriques en utilisant uniquement de l'électricité provenant de sources renouvelables.
Récemment créée, la société est spécialisée dans le développement de solutions photovoltaïques (PV) complètes : panneaux solaires, onduleurs et systèmes de stockage. Constatant que l'offre existante de systèmes PV – dont la plupart avaient une période de retour sur investissement de 20 ans – laissait beaucoup à désirer, Denis Röthke et Michael Giesa ont décidé de se lancer sur le marché des distributeurs en 2020.
Après des recherches intensives, ils ont finalement rencontré un fournisseur dont les produits offraient tout ce qu'ils recherchaient, en termes de fonctionnement, de qualité et de prix. Ces onduleurs hybrides convertissent non seulement le courant continu en courant alternatif, mais sont également spécialement conçus pour fonctionner avec des batteries permettant de stocker le surplus d'énergie.
Le seul inconvénient est qu'en Allemagne, comme dans de nombreux autres pays européens, les installations solaires au -dessus d'une certaine puissance de sortie doivent être équipées d'un récepteur de contrôle d’ondulation. En fonction de la charge sur le réseau et de la quantité d'énergie entrante, cette fonction permet aux opérateurs du réseau de réduire la puissance de sortie du système de 100 % à 0 % en quatre étapes afin d’éviter les surcharges. Les onduleurs produits par le fabricant choisi par IVG Energy Solution ne sont cependant pas équipés de cette fonction ou des connexions nécessaires.
Défi
Pour être utilisés en Allemagne, les dispositifs doivent donc être mis à niveau avec du matériel et des logiciels de contrôle d’ondulation, ce qui est obligatoire pour les systèmes avec une sortie de crête de 30 kW ou plus. Ce seuil, également connu sous le nom de kilowatt-crête ou « kilowatt-peak » (kWp), peut être encore plus bas dans les zones où la capacité du réseau est particulièrement faible.
En plus de vendre des onduleurs, IVG Energy Solutions souhaitait également se démarquer de la concurrence en fournissant des services complets de prévente et d'après-vente, en proposant entre autres une connexion intelligente aux plateformes d'automatisation des bâtiments Home Assistant et ioBroker.
Mais les ordinateurs monocartes utilisés à cette fin ont rapidement atteint leurs limites, notamment en termes de fiabilité. Michael Giesa et Denis Röthke recherchaient donc une meilleure solution pour intégrer les récepteurs de contrôle d’ondulation dans les onduleurs solaires. Eaton leur a alors proposé une solution adaptée : le module logique easyE4, qui est équivalent à un petit automate programmable industriel (API) avec sa large gamme de fonctions et de modules de communication.
Solution
Le module easyE4 avec Modbus RTU a facilité la mise en œuvre de la technologie de contrôle d’ondulation requise par les opérateurs de réseau allemands. « Nous utilisons Modbus RTU et les quatre contacts de commutation sans potentiel du easyE4, qui sont connectés au récepteur de contrôle d'ondulation de l'opérateur du réseau, pour réduire la sortie à 60 %, 30 % ou 0 % », explique Denis Röthke.
Mais le module easyE4 a bien plus a offrir. Comme il s'agit d'un véritable outil de contrôle et non pas d’une simple carte de circuit imprimé, il permet d’accéder à toutes les informations de l'onduleur. IVG Energy Solutions travaille donc à rendre les onduleurs hybrides encore plus flexibles et intelligents en partenariat avec Eaton.
L'un des objectifs les plus importants est de contribuer à la stabilité du réseau électrique. La gestion des excédents d’énergie pour les pompes à chaleur connectées à un système PV fourni par IVG Energy Solutions est une fonctionnalité déjà appliquée. Les pompes à chaleur qui prennent en charge cette fonction sont dites « SG Ready », SG étant l’acronyme de « smart grid » (réseau intelligent).
Paul Dyck, ingénieur en application chez Eaton, en explique le fonctionnement : « Au lieu de se servir du surplus d'énergie pour alimenter le réseau, celui-ci est utilisé dans le réservoir tampon du système de chauffage. Le réservoir tampon est donc chauffé à 110 %, par exemple à 50 au lieu de 45 degrés, afin de stocker l'énergie, plutôt que de la vendre à moindre coût. » Les avantages de cette fonction sont évidents : le réseau n'est ainsi pas surchargé et l'opérateur de l'installation solaire tire le meilleur parti de l'électricité autoproduite.
Résultat
En combinant les onduleurs avec l'easyE4 et le bon logiciel, les clients bénéficient d'une solution « plug-and-play » (prête à l’emploi) conforme, rendant possible l’utilisation des appareils en Allemagne. « Nous optimisons les systèmes d'onduleur grâce à la technologie et aux logiciels d'Eaton afin de pouvoir fournir des produits adaptés au marché allemand », explique M. Röthke.
Mais la fonction de contrôle d’ondulation n'est que le début : IVG Energy Solutions prévoit de tirer pleinement parti des capacités techniques du module easyE4 en ajoutant d'autres options telles que préconfiguration des onduleurs via l'écran du module logique ou l'intégration à un environnement cloud. Car la gestion intelligente d’énergie peut contribuer de manière importante à assurer un approvisionnement en électricité évolutif et prêt à répondre aux défis à venir.
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