Qu'est-ce qu'un micro-réseau ou microgrids ?

Dans le monde en constante évolution de la production et de la distribution d’électricité, le concept de micro-réseau est apparu comme une solution innovante à de nombreux défis énergétiques et environnementaux. Ce rapport donne un aperçu du micro-réseau, de ses composants, de son mécanisme fonctionnel et de ses applications typiques.

Définition

Un micro-réseau est un groupe localisé de sources et de charges électriques qui fonctionnent généralement de manière connectée et synchrone avec le réseau central traditionnel (macrogrid), mais peuvent se déconnecter et fonctionner de manière autonome selon les conditions physiques et/ou économiques. Essentiellement, un micro-réseau peut être considéré comme une unité contrôlable et gérable d’un réseau électrique plus vaste, capable d’équilibrer l’offre et la demande d’électricité au sein de ses limites. Les micro-réseaux font partie intégrante du système énergétique au sens large tout en contribuant également à accroître la résilience, la durabilité et l’efficacité énergétique du réseau.

Composants

Un système de micro-réseau typique est composé de plusieurs éléments clés :

• Microsources ou générateurs distribués : ce sont les unités de production d'électricité du microréseau, qui peuvent inclure des sources d'énergie renouvelables telles que des panneaux solaires, des éoliennes et des générateurs hydroélectriques, ainsi que des sources conventionnelles telles que des générateurs diesel.
• Charges flexibles : celles-ci incluent les charges électriques qui peuvent être ajustées ou contrôlées en fonction de l'alimentation électrique disponible dans le micro-réseau, comme les bornes de recharge pour véhicules électriques ou les systèmes de gestion de l'énergie dans les bâtiments.
• Dispositifs de stockage d'énergie distribués : ce sont des unités de stockage au sein du micro-réseau qui peuvent stocker l'électricité excédentaire générée par les microsources et la fournir pendant les périodes de forte demande. Ils pourraient inclure des batteries et des supercondensateurs.
• Systèmes de contrôle : responsables de la gestion et de la coordination du fonctionnement des composants du micro-réseau, ces systèmes garantissent une alimentation électrique efficace et fiable.
• Point de composants de couplage communs : ces composants permettent au micro-réseau d'être connecté au réseau principal, permettant à la fois l'importation et l'exportation d'électricité.

En outre, divers autres composants techniques, tels que les micro-contrôleurs de source et de charge, les systèmes de gestion de distribution, les convertisseurs de puissance, ainsi que les modes et stratégies de contrôle, facilitent le fonctionnement efficace du micro-réseau.

Comment ça fonctionne

Les micro-réseaux fonctionnent en intégrant et en coordonnant diverses ressources énergétiques distribuées (comme les panneaux solaires ou les éoliennes) et des charges flexibles au sein de leurs limites. Ces ressources génèrent de l’électricité pour alimenter les charges du micro-réseau. L’équilibre entre la production et la consommation d’électricité est délicatement maintenu par des systèmes de contrôle, allant des micro-contrôleurs de source/charge individuels au contrôleur central de l’ensemble du système de micro-réseau.

Dans les scénarios où l’énergie produite dépasse la demande, l’énergie excédentaire est généralement stockée dans des dispositifs de stockage d’énergie pour une utilisation ultérieure ou réinjectée dans le réseau principal. A l’inverse, lorsque la demande dépasse la production, l’énergie peut être importée du réseau principal ou prélevée sur les dispositifs de stockage.

L'une des caractéristiques marquantes du micro-réseau est sa capacité à fonctionner en mode « îloté », déconnecté du réseau principal. Cette capacité est particulièrement précieuse lors de pannes de courant majeures ou d’autres imprévus sur le réseau principal.

Applications

Les micro-réseaux ont des applications prometteuses dans divers secteurs. Ils sont particulièrement bénéfiques pour les zones reculées, où l’extension du réseau électrique principal pourrait s’avérer difficile sur le plan économique ou logistique. De plus, les micro-réseaux peuvent permettre aux communautés d’utiliser des sources d’énergie locales renouvelables, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre et améliorant la sécurité énergétique.

Les complexes industriels, les bases militaires, les hôpitaux, les universités et d’autres institutions reconnaissent également les avantages des micro-réseaux, notamment leur capacité à garantir une alimentation électrique fiable, à réduire les coûts énergétiques et à atteindre les objectifs de développement durable.

Le déploiement de micro-réseaux n’est pas seulement une stratégie pratique pour améliorer la résilience et l’adaptabilité du système électrique, mais aussi une étape essentielle vers un avenir énergétique plus propre et plus durable.

En conclusion, les micro-réseaux, avec leurs capacités de contrôle sophistiquées, leurs opérations optimisées et leurs avantages écologiques, représentent une évolution convaincante dans les systèmes énergétiques distribués. Ils constituent un nœud crucial du réseau de réseaux intelligents, présentant une solution tournée vers l’avenir pour une meilleure intégration des ressources renouvelables et la modernisation globale du réseau.