Cette approche permet de réduire l'impact des charges de recharge-élevées sur le réseau local, d'améliorer l'utilisation de l'électricité renouvelable et de favoriser des transports à faibles émissions de carbone-. Alors que l’adoption des véhicules électriques et le déploiement de l’énergie distribuée continuent de croître, les stations intégrées passent des projets pilotes à une utilisation commerciale plus large dans les zones de desserte routière, les parcs industriels, les complexes commerciaux, les installations logistiques et les points de recharge communautaires.
1. Quatre sous-systèmes principaux
Système de production solaire photovoltaïque
Le système photovoltaïque constitue la source d'énergie renouvelable du site, convertissant la lumière du soleil en électricité. Ses principaux composants comprennent des modules photovoltaïques, des onduleurs, des structures de montage, des câbles CC, des boîtiers de combinaison et des équipements de protection.
Les modules photovoltaïques convertissent le rayonnement solaire en énergie continue grâce à l'effet photovoltaïque. Les onduleurs photovoltaïques convertissent ensuite cette puissance CC en électricité CA pour une utilisation par les équipements de charge, les charges auxiliaires ou le réseau.
Système de stockage d'énergie par batterie
Le système de stockage d'énergie fait office de tampon énergétique de la station. Il stocke l’électricité lorsque la production solaire est disponible ou lorsque la demande du réseau est faible, puis la restitue lorsque la demande de recharge augmente ou que la production renouvelable diminue.
La plupart des projets commerciaux utilisent actuellement des systèmes de batteries au lithium-ion, en particulier la chimie du lithium fer phosphate (LFP), en raison de son profil de sécurité élevé, de sa longue durée de vie et de sa large disponibilité sur le marché. Les batteries à flux redox au vanadium peuvent également être envisagées pour les applications nécessitant un stockage de longue durée-ou un nombre très élevé de cycles de charge-décharge.
Un système de stockage d'énergie par batterie typique comprend des racks ou des armoires de batteries, un système de conversion de puissance (PCS), un système de gestion de batterie (BMS), un équipement de gestion thermique, des systèmes de protection incendie et de surveillance de la sécurité.
Infrastructure de recharge pour véhicules électriques
L'équipement de recharge est la partie-de la station orientée vers le client, fournissant de l'électricité aux véhicules électriques de manière sûre et efficace.
Les configurations typiques incluent :
Chargeurs rapides DC, allant des unités de charge-rapides standards aux systèmes de charge-haute puissance à refroidissement liquide-
Chargeurs CA, couramment utilisé pour des temps d'arrêt plus longs, tels que les lieux de travail, les communautés résidentielles et les sites de recharge de destination
La technologie de charge à refroidissement liquide-est de plus en plus utilisée pour les applications-haute puissance, car elle peut prendre en charge des niveaux de courant plus élevés tout en améliorant la manipulation des câbles et les performances thermiques.
Système de gestion de l'énergie
Le système de gestion de l'énergie, ou EMS, est le centre de contrôle opérationnel de la station. Il surveille la production solaire, l’état de charge de la batterie, l’utilisation du chargeur, les charges des bâtiments et l’état du réseau en temps réel.
Sur la base de ces données, l'EMS peut coordonner les flux d'énergie pour donner la priorité à la consommation renouvelable, gérer la charge et la décharge des batteries, prendre en charge la gestion de la demande et optimiser les programmes de charge. Dans des applications plus avancées, les algorithmes de prévision peuvent être utilisés pour améliorer les décisions de répartition en fonction de la production solaire attendue, de la demande de recharge et des périodes tarifaires de l'électricité.
2. Technologies clés d'intégration de systèmes
Architecture couplée DC-
Le couplage CC intègre la production photovoltaïque, le stockage de la batterie et l'équipement de charge CC du côté CC du système. Cela peut réduire les étapes de conversion de puissance inutiles par rapport à certaines conceptions couplées au CA-.
Par exemple, l'électricité CC produite par l'énergie solaire peut être acheminée plus directement vers le stockage de la batterie ou vers un équipement de charge CC, selon la topologie du système. Cela peut améliorer l’efficacité de la conversion énergétique et simplifier l’acheminement de l’énergie, même si le bénéfice réel dépend du choix de l’équipement, de la stratégie d’exploitation et de la configuration du site.
Les systèmes couplés au courant continu-sont particulièrement intéressants pour les projets comportant une part élevée de-production solaire sur site, de stockage sur batterie et de demande de charge rapide en courant continu-.
Interconnexion CC flexible
L'interconnexion CC flexible permet aux actifs photovoltaïques, de stockage et de recharge au sein d'une station de fonctionner comme un réseau énergétique plus coordonné. Au lieu de traiter chaque actif comme un système isolé, l'énergie peut être allouée de manière dynamique en fonction de la demande en temps réel{{1}et de la capacité disponible.
Cette approche peut améliorer l'utilisation de l'énergie renouvelable locale, réduire l'impact des pics de recharge et améliorer la flexibilité opérationnelle au niveau du site. Dans les zones à réseau restreint-, il peut également permettre un déploiement plus rapide en réduisant le besoin d'expansion immédiate du réseau en amont.
Réseau-Formation de stockage d'énergie
Les systèmes de stockage d'énergie par batterie formant grille-sont conçus pour fournir plus que des fonctions de charge et de décharge conventionnelles. Ils peuvent contribuer à assurer la stabilité de la tension et de la fréquence, en particulier dans des conditions de fonctionnement en réseau faible-ou en îlot.
En fonction de la stratégie de contrôle et des exigences du projet, les systèmes de formation de grille-peuvent fournir des fonctions telles que la prise en charge de la tension, la réponse en fréquence, la prise en charge du transfert transparent et la capacité de démarrage-noir. Ces caractéristiques peuvent améliorer la résilience des bornes de recharge desservant des corridors de mobilité critiques, des installations industrielles ou des zones à capacité de réseau limitée.
Contrôle de groupe de chargeur intelligent
Dans les stations de recharge-haute puissance, la recharge simultanée des véhicules peut créer des pics de charge brusques et imprévisibles. Le contrôle intelligent des groupes de chargeurs permet à l'EMS de coordonner plusieurs chargeurs en fonction de la capacité du site, de la disponibilité de la batterie, des limites du réseau et de la priorité de charge.
Lorsque la capacité disponible est limitée, le système peut allouer l'énergie de manière dynamique-par exemple, en maintenant la charge prioritaire pour certains chargeurs haute-puissance tout en ajustant temporairement la sortie des unités-moins prioritaires. Cela permet d’améliorer l’utilisation globale de la station sans dépasser les limites de connexion au réseau.
La recharge intelligente et la gestion flexible de la charge sont de plus en plus reconnues comme des outils pratiques pour réduire la demande de pointe et améliorer l'intégration au réseau à mesure que la recharge des véhicules électriques se développe.