Comment fonctionne un microréseau?
Schéma et description du microréseau
- 1Le réseau de distribution d’Hydro-Québec assure l’approvisionnement en électricité du marché québécois. Il compte plus de 225 000 km de lignes et permet d’offrir à 4,4 millions de clients une énergie propre et renouvelable à plus de 99 %.
- 2Le disjoncteur est un dispositif destiné à isoler le microréseau du réseau principal. Lorsqu’on l’ouvre, le lien est interrompu et le microréseau fonctionne de manière autonome.
- 3Les panneaux solaires, ou panneaux photovoltaïques, captent les rayons du soleil et les convertissent en énergie électrique. Le soleil est une source d’énergie renouvelable intermittente.
- 4Le système de stockage d’énergie emmagasine l’énergie, notamment celle produite au moyen des panneaux solaires, dans des batteries. La combinaison d’une énergie renouvelable intermittente, comme le solaire, et de batteries permet de satisfaire les besoins d’énergie pendant un certain temps lorsque la consommation dépasse la production.
- 5La voiture électrique fonctionne au moyen d’une batterie alimentée à l’électricité. La voiture entièrement électrique n’émet pas de gaz à effet de serre, contrairement à la voiture à essence.
- 6La borne de recharge sert à recharger les batteries des véhicules électriques. Le Circuit électrique est le plus important réseau de bornes de recharge publiques du Québec. Il comprend des bornes rapides (400 V) et des bornes standards (240 V).
- 7Les bâtiments intelligents sont des bâtiments conçus pour optimiser l’utilisation des ressources et améliorer l’efficacité énergétique, tout en assurant le confort des occupants.
- 8Le système de commande assure la gestion de l’ensemble des composants du microréseau. Il permet de connaître la production d’électricité des panneaux solaires et le niveau de charge des batteries ainsi que de prévoir la production et la demande à venir. Il fait le lien entre les moyens de production et de stockage ainsi que les bâtiments, selon différents modes de fonctionnement et certaines règles préétablies.
Production d’énergie solaire
Installations
Toit du centre sportif Mégantic
Le toit est recouvert de 1 700 panneaux solaires totalisant 620 kW de puissance installée, soit plus de 75 % de la production d’énergie solaire du microréseau.
Ces panneaux alimentent le microréseau en mode îloté, soit lorsque le lien avec le réseau d’Hydro‑Québec est coupé. Le surplus d’énergie est emmagasiné dans les batteries du poste du microréseau ou injecté dans le réseau d’Hydro‑Québec en mode raccordé, lorsque le lien est rétabli.
Pavillon du microréseau
L’abri solaire multifonctionnel situé dans le parc de la gare au cœur du centre‑ville sert de vitrine technologique au microréseau. L’abri comprend 72 panneaux solaires qui alimentent en énergie la gare patrimoniale et qui permettent d’en réduire la facture d’électricité. La volonté des partenaires du projet est non seulement de démontrer l’intégration harmonieuse des nouvelles technologies dans le paysage urbain, mais aussi de les rendre accessibles et compréhensibles pour tout le monde. Le pavillon se trouve en plein cœur du circuit d’interprétation qui permet d’en apprendre plus sur le microréseau.
Un modèle d’intégration de la technologie dans un milieu de vie.
Un lieu de rassemblement ouvert à tous, à l’abri du soleil et de la pluie, et à usages multiples :
- Activités culturelles, récréatives, sportives et communautaires ;
- Pôle du circuit d’interprétation du microréseau ;
- Lieu de sensibilisation aux énergies renouvelables ;
- Etc.
Nouvelle caserne du Service de la sécurité incendie de Lac‑Mégantic
Cette caserne unique au Québec comprend 144 panneaux solaires bifaces pour la production d’énergie. Elle abrite également des batteries de stockage (20,4 kW et 44,8 kWh) et un système de gestion et de commande.
Le raccordement avec le microréseau permettra des échanges entre les équipements installés à la caserne et le système de commande centralisé du microréseau afin :
- d’optimiser l’utilisation de l’ensemble des ressources du microréseau pendant les périodes d’îlotage ;
- de contribuer aux échanges bidirectionnels d’énergie entre le microréseau et le réseau principal ;
- de contribuer à la gestion de la demande de puissance pendant les pointes hivernales.
La caserne est également un modèle d’efficacité énergétique grâce à son enveloppe performante (isolation thermique) et à des technologies qui assurent une faible consommation d’électricité, notamment pour le chauffage du bâtiment grâce à un système de récupération de la chaleur.
Production solaire et consommation d’électricité
Évolution de la production solaire photovoltaïque et de la consommation d’énergie (charges) sur une base annuelle
L’hiver (sections latérales du graphique), la production solaire alimentera en partie seulement les bâtiments du microréseau, car le nombre d’heures d’ensoleillement est réduit et la demande en électricité est plus élevée en raison du chauffage.
L’été (section centrale du graphique), l’énergie produite avec les panneaux solaires suffira à satisfaire la demande énergétique des bâtiments à l’intérieur du périmètre du microréseau.
Si la production excède la demande, l’énergie sera emmagasinée dans les batteries et utilisée lors des passages nuageux ou après le coucher du soleil. Elle pourra aussi être injectée dans le réseau principal d’Hydro‑Québec grâce à la bidirectionnalité.
Autonomie du microréseau
L’autonomie du microréseau en mode îloté variera en fonction de la saison, des conditions météorologiques et du moment de la journée. En été, on peut s’attendre à plusieurs heures d’autonomie et, en hiver, à quelques heures seulement en moyenne.
Pourcentage d’autonomie du microréseau en mode îloté selon le mois de l’année
Stockage d’énergie
Le stockage d’énergie permet d’optimiser l’écosystème énergétique du microréseau en fournissant l’énergie nécessaire au moment voulu.
Quelques exemples d’applications :
- Alimentation supplémentaire pendant les pointes de consommation
- Stockage d’énergie de source renouvelable intermittente, comme le solaire
- Maintien du service d’électricité en cas de panne du réseau principal
Gestion de l’énergie
Appareils de domotique
Des thermostats, des ampoules et autres appareils de domotique sont installés dans des copropriétés pour aider leurs occupants à gérer plus efficacement l’énergie.
L’utilisation judicieuse de l’énergie, grâce aux nouvelles technologies et à un changement de comportements, s’inscrit dans une culture de l’efficacité énergétique que tous peuvent d’ailleurs adopter.
Borne de recharge pour véhicules électriques
Une borne de recharge double pour véhicules électriques est installée à proximité de la gare patrimoniale pour encourager l’abandon progressif des énergies fossiles en faveur des énergies renouvelables.
Mesures d’efficacité énergétique
Des travaux de mise à niveau et de bonification des systèmes mécaniques de ventilation et de chauffage dans des locaux commerciaux situés sur la promenade Papineau améliorent l’environnement de travail et le confort des occupants, tout en offrant une maîtrise plus précise et mieux adaptée de la consommation d’électricité, pour une meilleure gestion de l’énergie.
Système de commande
Le système de commande du microréseau assure la gestion de l’ensemble des composants du microréseau.
Poste électrique du microréseau
Voici un aperçu des différents éléments du poste du microréseau.
- 1Système de stockage d’énergie conteneurisé
- Un total de 600 kWh d’énergie dans deux conteneurs
- Batteries EVLO au lithium-ion (technologie LFP développée par les chercheurs d’Hydro-Québec)
- 2Transformateurs, un de 500 kVA et un
de 1500 kVA
Adaptation de la tension :
- Relèvement à 600 V de la tension de l’énergie provenant des panneaux solaires (situés sur le toit du centre sportif)
- Rabaissement à 600 V de la tension de l’énergie provenant de la génératrice temporaire (située en face du poste pendant la période des essais)
- 3Convertisseur (redresseur et
onduleur) 750 kVA
Transformation du courant :
- Transformation du courant alternatif du réseau, en courant continu (redresseur) pour stocker l’énergie dans les batteries
- Transformation du courant continu en courant alternatif (onduleur), pour injecter dans le réseau l’énergie provenant des batteries
- 4Bâtiment de commande
- Systèmes de commande
- Tableaux électriques de distribution
- Services de télécommunications
- 5Transformateur 2 500 kVA
Adaptation de la tension :
- Relèvement à 25 000 V de la tension de l’énergie provenant du poste
- Rabaissement à 600 V de la tension de l’énergie provenant du réseau de distribution
Exemples de cas d’utilisation
Visionnez ces capsules vidéos pour comprendre les flux d’énergie selon différents cas d’utilisation :