Le V2G, une technologie prometteuse, lente à se développer

Posté le 21/07/2017 à 06:00 par Raphaël SAIDI - Lu 4348 fois - 15 commentaires

Le Vehicle-To-Grid (V2G) est un concept de charge bidirectionnelle bien établi. Où en est cette technologie en pratique, et quels sont les obstacles à surmonter avant que le V2G ne prenne de l’ampleur ?

Un concept simple

Le concept du V2G est bien établi et part d’un constat simple. D’un côté, les véhicules électriques devraient représenter une proportion toujours plus croissante de notre parc automobile dans les années qui viennent, du fait de contraintes environnementales et législatives. Ces véhicules seront bien entendu tous équipés de batteries, capables de stocker l’électricité nécessaire au fonctionnement de ces véhicules.

De l’autre côté, la production électrique devrait voir la part des renouvelables se développer dans le mix énergétique, poussé à la fois par une baisse du coût de production des énergies solaires et éoliennes et l’engagement politique pour décarboner la production électrique. Cette production sera fonction de facteurs météos variables.

Le V2G se propose d’allier les deux éléments, et d’utiliser les batteries des voitures en stationnement comme une source de stockage lorsque la production d’électricité via les énergies renouvelables est supérieure à la demande. Ces voitures reverseraient cette énergie sur le réseau lorsque le rapport demande / offre s’inverserait.

Le propriétaire d’un tel véhicule pourrait ainsi bénéficier de tarifs électriques à bas prix lors de jours très ensoleillés ou venteux, et revendre ce surplus à meilleur prix plus tard. Pour l’opérateur du réseau électrique, l’intérêt est d’arriver à mieux gérer les hauts et bas de la production électrique renouvelable.

Une mise en place réduite

On compte déjà plusieurs véhicules électriques équipés pour la charge bidirectionnelle, notamment la Nissan Leaf, et plusieurs standards de bornes rapides comme CHAdeMO sont équipées pour un courant à la fois sortant et rentrant.

En pratique cependant, cette possibilité de charge bidirectionnelle est peu utilisée. La charge bidirectionnelle est pensée avant tout comme une source d’électricité alternative pour le foyer lors de coupures de courant, ou au mieux comme récipient de sources d’énergies renouvelables produites sur place. On est donc bien loin de la vision du V2G comme un régulateur effectif des pics et creux de demande sur l’ensemble du réseau électrique.

Il existe d’autres projets plus ambitieux, notamment ceux lancés par Nissan et ENEL en Europe. Depuis un an maintenant un hub V2G commercial de 10 fourgonnettes est en place au Danemark, un autre d’une centaine de véhicules V2G (Nissan Leaf et fourgons Nissan e-NV200) au Royaume-Uni, et plus récemment un autre en Italie.

Le fabricant automobile français PSA s’est récemment investi dans le projet GridMotion, qui cherche à quantifier la réduction du coût de l’utilisation des véhicules électriques au travers d’une flotte de 15 véhicules Peugeot iOn ou Citroën C-zero qui utilisent les stations de charges bidirectionnelles Enel.

L’échelle réduite de ces projets montre que le V2G est encore bien loin de son ambition affichée pour le long terme. Pourtant, les différences de prix sur le marché électriques dans une même journée donnent déjà un argument économique important au V2G.

Comme l’explique Mathieu Guenee, chef d’équipe chez le courtier en énergie pour professionnels UtilityWise, « la diversité des énergies renouvelables a un effet déjà conséquent sur les prix de l’électricité en Europe. Les centrales nucléaires et à énergie fossiles ne peuvent pas forcément adapter leur production rapidement en fonction des conditions météorologiques (soit pour des raisons techniques, soit pour des raisons économiques). Le marché européen de l’électricité connaît donc depuis quelques années des épisodes où le prix de l’électricité chute soudainement lorsque la production des renouvelables monte en flèche. On enregistre même des périodes où le prix de l’électricité devient négatif. »

Ces épisodes où l’utilisateur est payé pour consommer de l’électricité sont assez fréquents en Allemagne, le pays générant un tiers de sa production électrique au travers des renouvelables. La variabilité des prix de l’électricité devrait s’accroître dans les prochaines années partout en Europe.

Deux points principaux doivent être résolus avant que le V2G puisse faire une vraie poussée sur le marché.

La peur du vide

Afin que ce système fonctionne, il faut que les batteries électriques aient non seulement une charge de stockage conséquente afin d’assurer un kilométrage autonomique suffisant au propriétaire du véhicule pour ses déplacements quotidiens, mais aussi pour capturer un surplus électrique conséquent au-delà de ces besoins.

En attendant une batterie plus autonome, les projets V2G en place maintenant sont généralement basés sur une alternance de courtes périodes de charge et décharge. Cela permet de réduire le risque de trop vider la batterie, mais ne permet pas de prendre vraiment avantage des grands pics et creux de production des renouvelables qui sont souvent sur des périodes plus longues, comme la différence entre la production de nuit et de jour.

Certaines visions du V2G prévoient une relativement simple pour éviter que la batterie ne s’appauvrisse trop au mauvais moment. L’utilisateur pourrait informer par avance le réseau de tous déplacements plus longs que la normale au travers d’une application smartphone.

Les batteries électriques ont fait d’énormes progrès ces dernières années, ce qui diminue de plus en plus ce problème. Samsung SDI, la filiale du grand groupe industriel coréen, a dévoilé par exemple récemment une batterie pouvant atteindre 500km après seulement 20 minutes de charge. Et le dernier modèle de Tesla couvre jusqu’à 400km en une seule charge.

Un réseau pas encore assez intelligent

Le V2G dépend d’une information circulant en continu entre le réseau et les véhicules, afin de gérer les pics et creux de la façon la plus efficace. Cette technologie fait donc se croiser le Cloud Computing avec le réseau électrique traditionnel. Plusieurs projets, dont le Energy & Flows of Energy Systems se penchent sur cette problématique, en imaginant une véritable centrale électrique virtuelle nécessaire pour calculer en temps réels les besoins de stockage en fonction de la production et demande électrique à ce moment-là.

Ces réseaux intelligents permettant de prendre en compte de nombreux facteurs en temps réels sont difficiles à mettre en place techniquement, mais sont déjà couramment employés en industrie au travers notamment de capteurs numériques relayant une information en continu. La difficulté est d’adapter ces réseaux intelligents sur une échelle beaucoup plus vaste, dans un milieu beaucoup moins contrôlable qu’une usine. Le système devrait être par exemple suffisamment robuste pour prendre en compte des informations provenant de paramètres aussi variables comme la météo (taux d’ensoleillement affectant les renouvelables) ou la capacité de stockage du réseau (à quelle heure de la journée les véhicules sont en déplacement versus en charge).

La réalité de l’utilisation du V2G dépendra donc d’avances dans le domaine de l’intelligence artificielle pour gérer au mieux ce système prometteur mais complexe.

Finalement, il est bon de rappeler que l’industrie des renouvelables mise également sur d’autres technologies pour solutionner ses problèmes de variabilité. La centrale solaire de Ouarzazate au Maroc par exemple utilise un système de stockage thermique au travers de sels fondus qui lui permet de lisser la production, et de produire de l’électricité solaire même pendant la nuit.

L’AVEM remercie Monsieur SAIDI de nous avoir fourni ce travail détaillé que nous pouvons faire partager aux lecteurs de l’association.

Posté le 21-07-2017 à 09:08:36 par electronlibre

Le problème des renouvelables solaires et éoliens c’est l’hiver:
Soleil bas et journées courtes pour le solaire; peu de vent ou tempête pour l’éolien.
Il n’y a guère que l’hydraulique pour produire de façon quasi permanente mais les barrages ont un impacte sous estimé sur l’environnement. On a pas de renouvelables qui soit la panacée...

Posté le 21-07-2017 à 12:35:17 par Moi président

Prendre les automobilistes pour des vaches à lait ce n’est pas nouveau.
Les prendre pour des vaches à courant c’est une nouvelle lubie.
La technologie des batteries ne permet pas actuellement d’avoir un nombre de cycle de charge et décharge suffisant pour s’amuser à détériorer sa batterie de traction pour pallier les insuffisances de notre gouvernement à nous produire de l’énergie si possible decarboné en quantité suffisante surtout si le véhicule électrique rencontre du succès d’ici à 2040.
En plus même si la tendance actuelle montre que la location de batterie rencontre un beau succès car elle rassure le client. Les mentalités évoluent, les clients se rassurent et au deuxième VE cherchent ou chercheront à en devenir propriétaire.
C’est mon cas après 48 mois de location de batterie.
Les solutions à mettre en place si un effort patriotique est nécessaire ou si j’étais président de la République. ;)
> Continuer à subventionner le VE sinon les ventes s’écroulent (cf Norvège)
> Imposer aux constructeurs automobiles de ventre ou louer les batteries comme c’est le cas dans d’autres pays de l’UE. Encore une exception bien Française.
> Recevoir en crédit d’impôts le prix de la batterie en échange d’une solution V2G pour soutenir le réseau électrique lors des pics de consommation. Contrat à mettre en place.
Le constat: 98% des charges s’effectue à la maison.
Taxer fortement l’énergie pour recharger les VE sous prétexte que les recettes fiscales sur les carburants fossiles seront moins bonnes n’est pas une bonne idée.
Maintenant une relation gagnante/gagnante:
Le client paye son électricité avec la liberté de choix de son opérateur pour faire fonctionner la concurrence.
Le client n’a plus peur de faire du V2G car la batterie ne lui appartient plus (propriété de l’état)
Filière de recyclage des batteries à mettre en place (transformation en parc stationnaire couplé à des panneaux solaires. Exemple le projet de Tesla en Australie avec une mise en fonctionnement en 100 jours. Pas 10 ans!
Lorsque la batterie à perdu 30% de sa capacité initiale, échange de la veille par une neuve via le réseau de distribution actuelle. Facturation de la prestation au ministère de M. Hulot.
Il ne faut pas oublier que la première motivation d’achat d’un VE n’est pas la fibre écologique. Je la classerais en 3è ou 4è position.
1- Le TCO
2- L’agrément de conduite
3- Leffet de mode (beaucoup de moutons en France)
4- Les notions d’ecologie. L’ignorant pensant certainement que les batteries ne sont pas pollantes à fabriquer.
Question ouverte:
Pourquoi 100% des véhicule terrestre à moteur ont toujours en 2017 besoin d’une batterie d’accessoires au plomb/acide qu’il faut remplacer tous les 5/7 ans et qui ne retournent pas toujours dans des centres de traitement mais peuvent rester au fond d’un garage perso ou pire dans la nature.
Pour avoir déjà vu des particuliers se servir de l’acide sulfurique comme un puissant désherbant ou ne pas savoir quoi faire de son huile usagée après vidange.
Vous avez du pain sur la planche les têtes pensantes ou plutôt une transition écologique à réussir en relation gagnante/gagnante. ;)
Bonne chance!

Posté le 21-07-2017 à 17:07:49 par SinSin

Intéressante proposition

Posté le 22-07-2017 à 12:22:03 par PMC

Il est clair qu’on passe le plus souvent sous silence l’impact sur la longévité des batteries des architectures V2G ou V2H. Il existe probablement quelques retours chiffrés à ce sujet ?

Posté le 24-07-2017 à 07:57:25 par Kubel15

Des nouvelles de l’expérimentation INEES avec des Volkswagen e-UP avec le Gouvernement Allemand et Lichtblick ? Ca avait débuté fin 2013, je crois me souvenir.

Posté le 24-07-2017 à 11:16:29 par ZoeT

J’ai trouvé ça : https://www.energiesystemtechnik.iwes.fraunhofer.de/de/presse-infothek/Presse-Medien/Pressemitteilungen/2016/abschlussbericht-des-forschungsprojekts-inees.html

Posté le 25-07-2017 à 07:54:11 par Duval

et l’on y dit quoi dans cet article? désolé, je ne pratique pas l’allemand!

Posté le 25-07-2017 à 08:52:54 par ZoeT

Traduction Google :

intégration intelligente - Les véhicules électriques réduisent les fluctuations de puissance

15/06/2016

Rapport final du projet de recherche « INEES » fournit des informations importantes pour le raccordement des véhicules électriques au réseau électrique public.

Le projet de recherche « INEES » (connexion réseau intelligent de véhicules électriques pour la fourniture de services auxiliaires) a présenté son rapport final. Les partenaires de coopération - Volkswagen AG, Lichtblick SE, SMA Solar Technology AG et l’Institut Fraunhofer d’énergie éolienne et de l’énergie Technologie Système (IWES) - point au fait qu’il est techniquement possible de recueillir grâce à l’intégration des véhicules électriques fluctuations de puissance. Les résultats de recherche contribueront à l’avenir pour relier la mobilité électrique avec l’industrie de l’énergie.

La puissance électrique connaît un changement fondamental pour le redressement de l’énergie. De plus en plus d’unités locales, flexibles (par exemple, les systèmes photovoltaïques, centrales de cogénération, etc.) produire de l’électricité, mais souvent soumis à divers facteurs tels que les niveaux de la lumière du soleil ou du vent. En plus des fluctuations par une consommation d’énergie variable, pour autant encourir des fluctuations supplémentaires dans le réseau d’alimentation. Aux batteries même temps, fournir un grand potentiel de stockage et compenser ainsi une autre façon ces fluctuations dans les véhicules électriques.

Dans le cadre du projet de recherche « INEES » (durée 01.06.2012 à 31.12.2015) la possibilité a été étudiée pour obtenir par un pool de véhicules électriques un équilibre et un effet stabilisant sur le réseau électrique. L’idée derrière les batteries de véhicules électriques mis en commun forment un stockage d’énergie de type consommateur de taille importante, ce qui peut compenser les fluctuations du réseau électrique. Les véhicules peuvent inviter à la fois actuelle et fournir de l’énergie dans le réseau électrique. Ce concept a été mis en œuvre dans un essai de la flotte d’un an. Pour cela, le SMA Solar Technology AG a développé un système expérimental conçu comme une station DC-charge bidirectionnelle et une petite série de 40 appareils fabriqués. Volkswagen AG a 20 e-up! 1 équipé d’une fonction de charge bidirectionnel et construit une connexion de communication entre la commande de charge et backend Volkswagen. En tant que l’interface utilisateur, une application de téléphone mobile a été développé. Les participants de l’essai de la flotte pourrait tester la façon dont peut être connecté à leur comportement de conduite personnelle et les exigences du marché de l’électricité ensemble. Ils ont sorti leur batterie du véhicule pour soutenir le réseau électrique tout déterminé essentiellement aucune restriction dans leur mobilité quotidienne. Cela a également mis au point dans le système d’incitation du projet a contribué sous la forme d’une prime SchwarmStrom®. Ces participants ont reçu quand ils ont sorti une partie de leur capacité de la batterie pour l’expérience de l’industrie de l’énergie.

L’énergie et les entreprises informatiques intégrées Lichtblick les véhicules électriques grâce à son SchwarmDirigent® logiciel de contrôle sur le marché de l’énergie. Le résultat: Les véhicules électriques peuvent fournir une haute sécurité et temps de réponse rapide, une réserve de marche pour le réseau électrique. L’analyse économique de l’énergie a montré que la disposition du pouvoir de contrôle par une piscine de véhicule électrique dans les conditions actuelles ne sont pas rentables actuellement. les modifications législatives prévues, les développements techniques et la transformation du système énergétique peut améliorer considérablement l’économie à l’avenir.

Le Fraunhofer IWES à Kassel a repris la recherche scientifique d’accompagnement à charger sur les réseaux de distribution et les avantages économiques de la fourniture d’énergie de commande des véhicules électriques. Après cela, l’avantage économique du système est particulièrement important d’efficacité. Ainsi l’on peut attendre d’aboutir à des niveaux élevés à l’importance croissante à long terme de l’épargne pour le fonctionnement du système d’alimentation sur le marché secondaire règles de services. Cependant, une couverture complète des coûts d’exploitation de la piscine du point de vue actuel difficile.

Dans une analyse de stress pour le réseau de distribution, les chercheurs de Fraunhofer ont étudié, à partir de laquelle Durchdringungsgraden avec le même véhicule électrique régénération de ligne peuvent se produire en cas de dépassement de la puissance nominale apparente des goulots d’étranglement de la grille par le changement excessif de la tension à un noeud basse tension, surcharge de ligne par dépassement de la limite thermique de surcharge de courant et le transformateur. En conséquence, le court terme est à prévoir que dans le réseau déjà lourdement chargé éperons aux pénuries. Dans les changements de charge moyen doivent être planifiées dans l’expansion du réseau. Ici pour les futures technologies de réseaux intelligents tels. B. régulateur de tension de consigne en fonction du flux d’énergie, les transformateurs de distribution réglables, ce qui augmente la capacité des réseaux en général, et par conséquent réduire le coût de l’expansion du réseau.

Le projet de recherche a déclaré par le gouvernement fédéral de « projet phare de l’électromobilité » « INEES » a été financé par le ministère fédéral de l’environnement.

Posté le 25-07-2017 à 11:21:06 par Duval

Merci ZoeT, ben oui, comme on dit, Google est mon ami (lol) !!! Désolé !

J’en retire qu’il s’agissait uniquement d’une expérimentation qui n’a pas débouché à ce jour sur du concret.

Posté le 25-07-2017 à 21:38:45 par ZoeT

Je crois qu’on peut effectivement voir ça comme ça !

Posté le 26-07-2017 à 10:12:23 par Kristyan

Perso, j’ai davantage confiance en Nissan pour faire émerger le V2G. C’est son intérêt, à la fois pour vendre ses voitures électriques dans le monde, et pour le recyclage des batteries en seconde vie utile. L’expérience de Volkswagen, en revanche, ça me semble plus pipeau, comme les ventes de la up ED.

Posté le 26-07-2017 à 20:03:09 par Leafrog

Si on devait comparer le nombre de projets V2G de Nissan avec ceux des autres constructeurs, il est clair qu’on distinguerait nettement la supériorité de Nissan dans le domaine. Et je pense en particulier à ce modèle domestique déjà commercialisé. A-t-on des retours sur le sujet.

Posté le 27-07-2017 à 14:25:05 par Gasby

Vous faite allusion au Xstorage Home, je pense...

Posté le 27-07-2017 à 17:39:06 par Leafrog

Oui, tout à fait !

Posté le 27-07-2017 à 20:20:45 par Philippe Schwoerer

Concernant xStorage Home, notre article :
http://www.avem.fr/actualite-xstorage-home-le-stockage-domestique-de-l-energie-propose-par-nissan-disponible-en-france-6317.html

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