Des innovations pour un avenir vert: le projet pilote «Arrivo»

Le stockage sur batterie permet aux sites disposant de leurs propres installations photovoltaïques d’augmenter leur part d’autoconsommation, ce qui leur permet d’acheter moins d’électricité auprès du réseau public. Afin de déterminer les conditions et la taille des biens immobiliers qui justifient l’installation de tels accumulateurs, Energie 360° a lancé lotissement Arrivo à Kloten. un projet pilote de deux ans sur le site du

Stockage sur batterie: avantages et défis

Dominik Bittel est développeur de projets Solutions chez Energie 360° et fait partie des personnes à l’origine du projet pilote. Il estime que le principal avantage des accumulateurs d’énergie stationnaires réside dans le fait «qu’il n’est plus obligatoire de consommer immédiatement l’électricité produite sur le toit de sa maison, mais qu’il est possible de l’utiliser en différé. Ainsi, les voitures électriques qui, comme on le sait, fonctionnent pendant la journée, peuvent être rechargées la nuit avec l’électricité solaire autoproduite.» Cela optimise à la fois la rentabilité de l’installation photovoltaïque et celle de la voiture électrique. D’autre part, le stockage sur batterie garantit une meilleure sécurité de l’approvisionnement, dans la mesure où la gestion de la charge est mise en œuvre de manière plus efficace et que les pics de puissance sont compensés.

Malheureusement, le stockage sur batterie demeure aujourd’hui encore peu rentable. «Les principales raisons sont les coûts élevés liées à la technologie ainsi que le système tarifaire double largement répandu, avec un tarif élevé et un tarif bas: comme la différence de prix entre les tarifs est nettement inférieure aux fluctuations du marché libre, la flexibilité théorique des batteries ne peut aujourd’hui pas être entièrement mise en pratique», explique Dominik Bittel. Le prix général de l’électricité et la rétribution du courant injecté sont également des paramètres à prendre en compte – les nouveaux modèles de prix devraient donc à l’avenir avoir un impact important sur la rentabilité du stockage stationnaire de l’énergie.

Il est toutefois évident que les solutions de stockage décentralisées pour l’électricité joueront un rôle décisif dans la transition énergétique verte. Grâce à ce projet pilote, Energie 360° acquiert une expérience précieuse dans ce domaine essentiel pour un avenir vert: quelle est l’influence du stockage sur batterie sur la consommation d’électricité d’un site et quel est l’impact sur les coûts? Quelles sont les exigences en matière de construction, de technique et de sécurité qui peuvent être identifiées pour la planification en amont de ce type de stockage? Quels sont les éléments à prendre en compte lors de l’installation et de l’exploitation?

Réponses aux questions sur l’énergie du futur: le modèle du lab360

Afin de déterminer la taille optimale et le fonctionnement optimal des batteries dans des conditions générales données de coûts technologiques et de structure tarifaire, le lab360, laboratoire d’innovation d’Energie 360°, a mis au point un modèle mathématique.

Les smart meters, c’est-à-dire les compteurs intelligents de Smart Energy Link, mesurent la consommation individuelle réelle des appartements, des pompes à chaleur et des voitures électriques, ainsi que la quantité d’électricité solaire produite par l’immeuble. «En combinaison avec de nombreuses autres données, comme le prix actuel de l’électricité ou les coûts d’investissement pour une batterie, le modèle calcule la taille optimale de la batterie pour le bien immobilier», explique Dominic Scotoni. Il a joué un rôle déterminant dans le développement du modèle et ajoute: «L’année passée a notamment montré que les circonstances extérieures peuvent évoluer très rapidement et de manière radicale», avec des conséquences drastiques sur les prix de l’énergie et les livraisons des pièces nécessaires. Personne ne peut estimer avec certitude «le nombre de voitures électriques qui circuleront dans dix ans ou la manière dont le prix de l’électricité évoluera d’ici là.» C’est pourquoi le modèle a été conçu sur une base modulaire. Dominic Scotoni estime que cela permet de simuler différents scénarios, qui contribuent à «obtenir une image globale et une vision solide de l’avenir.» Il est ainsi possible de se prononcer de manière précise sur la rentabilité future des sites.

Le modèle du lab360 a déjà été utilisé pour déterminer la taille de batterie nécessaire au sein du lotissement «Arrivo». Des données anonymisées provenant d’autres sites ont été adaptées à la taille des bâtiments. Au cours des deux prochaines années, le modèle sera alimenté par les données réelles du lotissement de Kloten. Cela permettra de vérifier si les hypothèses retenues pour ce lotissement correspondent à la réalité. Par ailleurs, une quantité plus importante de données contribue également à affiner le modèle mathématique – et par conséquent les prévisions pour les projets futurs.

Enseignements sur les nouveaux stockages d’énergie

L’objectif du projet pilote «Arrivo» est de tester l’utilisation de nouveaux types de stockage sur batterie et d’évaluer la pertinence de ces stockages pour l’avenir. L’une des manières de fabriquer de tels accumulateurs d’énergie consiste à donner une seconde vie à des batteries usagées, provenant par exemple de voitures électriques, en les assemblant en une cellule de stockage performante. Cette méthode présente encore toutefois quelques lacunes techniques. En effet, les différentes batteries sont connectées entre elles à une tension continue élevée qui peut être mortelle. Un onduleur doit ensuite convertir cette tension continue en tension alternative afin que l’électricité stockée soit utilisable par le réseau électrique. Il en résulte une perte d’énergie considérable. De plus, les batteries installées doivent être de construction identique puisque la défaillance d’une seule batterie entraîne la défaillance de toute la cellule de stockage.

L’avenir en perspective: un système innovant pour le lotissement «Arrivo»

La cellule de stockage récemment installée dans le lotissement «Arrivo» a été conçue par Stabl Energy GmbH. Elle promet de remédier aux problèmes techniques décrits ci-dessus. Cette start-up basée à Munich et soutenue par le fonds Smart Energy pour l’innovation d’Energie 360 a développé une solution de batterie modulaire qui utilise également des cellules de seconde vie issues de véhicules. Les différentes batteries sont connectées entre elles de manière dynamique et présentent des tensions inférieures à 60 volts, sans risque en cas de contact. D’une part, cela les rend plus sûres et, d’autre part, cela permet de réduire les pertes d’énergie, la réduction pouvant atteindre 70% par rapport au stockage sur batterie conventionnel. Par ailleurs, Stabl connecte les différentes batteries entre elles de manière à ce que l’ensemble de la cellule de stockage ne soit pas hors service si une seule batterie tombe en panne. Autre avantage: la technologie de Stabl Energy permet de connecter entre elles des batteries de types différents, ce qui génère un potentiel d’économie supplémentaire.

Projet pilote «Arrivo» – Un modèle pour Stabl Energy

Lors de tests scientifiques réalisés par l’université technique de Munich, la nouvelle technologie de stockage de Stabl Energy a prouvé son efficacité et sa sécurité. Avec l’installation au sein du lotissement «Arrivo», l’objectif est désormais, pour Nam Truong, CEO de Stabl Energy, de «valider les avantages techniques que nous avons mesurés en laboratoire lors d’un test sur le terrain. Nous voulons aussi comprendre comment le cas d’application et la rentabilité évoluent pour les quartiers.»

Établir la preuve que le système de Stabl Energy est adapté à de telles applications «ouvre la voie à de nombreux autres lotissements qui pourront être ainsi un peu moins dépendants de la production d’énergie fossile», conclut Nam Truong. Dans ce contexte, le projet pilote réalisé dans le lotissement de Kloten revêt une importance particulière: «Pour Stabl, cet accumulateur servira de modèle pour la production en série. L’expérience acquise dans le cadre de ce projet nous permet de faire évoluer notre production et nous rapproche un peu plus de l’objectif de produire de l’électricité exempte d’émissions à l’avenir.»

Pour des projets pilotes comme celui-ci, nous avons besoin de partenaires qui partagent notre vision. Avec le lotissement «Arrivo» à Kloten, Energie 360° a trouvé le partenaire qu’elle cherchait. Le projet pilote peut fournir des connaissances et des données uniques au plan national. Elles serviront à l’avenir à mettre en œuvre des solutions énergétiques globales de manière encore plus efficace et économique.