L’utilisation stratégique d’une énergie renouvelable produite localement grâce aux microgrids intelligents peut réduire les coûts d’énergie et aider à prévenir les pannes, selon les professeurs adjoints Wei Sun et Reinaldo Tonkoski du département d’ingénierie et d’informatique en électricité de l’Université de l’Etat du Dakota du Sud (SDSU).
Ils sont en train de développer des technologies de gestion intelligente de l’énergie qui permettront aux collectivités et aux entreprises d’utiliser l’énergie éolienne et solaire produite localement tout en maintenant un système d’énergie cohérente et fiable. Le système automatisé avait besoins d’intégrer ces énergies renouvelables, ce qui facilitera également le développement d’un système de restauration de l’énergie intelligente baptisé « self-healing smart grid » ou « réseau intelligent auto-répérable ou autonome » qui peut aider à prévenir les pannes de courant.
Wei Sun et Tonkiski Reinaldo. Ils ont commencé à développer un microréseau qui permettra aux centres de données d’utiliser des sources d’énergie disponibles localement qui peuvent être exploitées par les centrales électriques grâce au soutien de Microsoft.
Ils sont les premiers chercheurs de la SDSU à recevoir une subvention de la Fondation Software Engineering Innovation.
Un montant supplémentaire de 87 000 dollars du Conseil des gouverneurs du Dakota du Sud (South Dakota Board of Regent) soutient le développement de ces outils de gestion de l’énergie, ce qui pourrait aussi bénéficier aux fermes et aux communautés. Deux doctorants et 12 étudiants en maîtrise travaillent sur la gestion de l’énergie et l’intégration des systèmes d’énergie renouvelable dans le laboratoire de microgrid de la SDSU.
Réduction des coûts d’énergie grâce à l’intégration des énergies renouvelables
« Les centres de données sont de grands consommateurs d’énergie, mais cette dernière doit être vraiment fiable, » souligne Reinaldo Tonkoski. Bien que la plupart des centres de données comptent sur le réseau électrique général, ils nécessitent une alimentation de secours au niveau local disponible en cas de défaillance du réseau.
En outre, l’intégration des sources d’énergie de remplacement permettra de réduire les demandes qu’un centre de données place sur le réseau électrique. L’utilisation de batteries et de générateurs de secours permettra de réduire l’intermittence de l’énergie solaire et éolienne afin qu’il puisse soutenir le réseau électrique général.
« Les énergies renouvelables représentent une incertitude », a déclaré Wei Sun, en soulignant les conditions météorologiques qui peuvent affecter la production d’énergie solaire et éolienne. En outre, la production d’énergie varie en fonction du temps, des conditions climatiques et de la vitesse du vent, de sorte que les intégrer dans le système de distribution signifie résoudre des problèmes tels que maintenir l’équilibre du système électrique », a ajouté Reinaldo Tonkoski. Des contrôleurs spécialement conçus avec de nouvelles technologies de batteries peuvent faire face à ces questions pour obtenir une qualité d’énergie constante.
Un système de gestion de l’alimentation microgrid peut intégrer de l’énergie solaire et éolienne, des générateurs et du stockage par batteries pour fournir une alimentation cohérente et fiable pour les consommateurs dans une région éloignée.
Les systèmes d’énergie à distance utilisent des générateurs diesel ou à essence, at-il souligné. L’ajout de l’énergie solaire ou éolienne peut économiser du carburant et réduire la charge sur le générateur.
«Intégrer des batteries dans le système peut accroître l’efficacité du générateur », a ajouté Reinaldo Tonkoski.
Les chercheurs développeront un algorithme qui permettra de déterminer quand et comment chaque source d’énergie peut être utilisée efficacement dans un système énergétique durable. Cela inclut le fait que lors du fonctionnement du générateur ou de l’utilisation de batteries, cela pourra augmenter l’efficacité du système.
Avec des centres de données en cours de construction dans le monde entier, Wei Sun a noté que « certaines régions ne disposent pas d’un réseau électrique robuste. » Par conséquent, la construction d’un nouveau centre de données et de l’infrastructure nécessaire pour gérer une charge de puissance de l’ordre de 100 mégawatts peut prendre jusqu’à 3 ans. Utilisation de plusieurs sources d’énergie grâce à un système de microgrid peut réduire ce délai pour les nouvelles installations.
Rediriger l’énergie pour empêcher les pannes
Le système automatisé nécessaire pour intégrer les énergies renouvelables va faciliter le développement d’un système de restauration intelligente de l’alimentation appelé « réseau intelligent autoréparable ou autonome » qui peut aider à prévenir les pannes de courant, selon Wei Sun.
Les opérateurs de centrales suivent des lignes directrices fondées sur des scénarios hors ligne, des simulations et des données expérimentales pour répondre à une panne d’électricité, précise Wei Sun. « Il n’y a fondamentalement aucun outil informatique pour les guider à travers ces situations d’urgence. »
Par conséquent, la première étape sera de développer des outils pour donner aux opérateurs ce que les ingénieurs appellent « des données en temps réel » ce qui signifie avoir des informations sur ce qu’il se passe à un instant T, c’est-à-dire instantanément plutôt que toutes les 30 secondes. Trois étudiants diplômés travaillent sur le projet.
Wei Sun collabore avec le professeur Kumar Venayagamoorthy du département de génie électrique et d’informatique de l’Université Clemson, qui développe des méthodes de calcul avancées pour le réseau intelligent.
Une fois que l’algorithme, le code du logiciel et la simulation matériel ainsi que du matériel éducatif et de formation seront achevés, Wei Sun espère démontrer l’efficacité du système pour les grandes entreprises de services publics.
http://www3.sdstate.edu/news/articles/smart-microgrids-use-renewable-energy.cfm
