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Jun 24, 2023

10 ans d’innovation leader dans les systèmes énergétiques

Par Publié Plongez dans 10 innovations de la première décennie de l'installation d'intégration des systèmes énergétiques du NREL Le jour où l'installation d'intégration des systèmes énergétiques (ESIF) a vu le jour en septembre

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Plongez dans 10 innovations de la première décennie du centre d'intégration des systèmes énergétiques du NREL

Le jour où l’Energy Systems Integration Facility (ESIF) a vu le jour en septembre 2013, elle était déjà entrée dans l’histoire. Merveille architecturale, la conception de l'ESIF correspondait à la science qu'elle présenterait dans l'installation : une science des systèmes énergétiques multi-domaines, infusée de données et radicalement efficace. Construit à côté de coulées de lave vieilles de 600 millions d'années, à la limite du campus sud de Table Mountain du Laboratoire national des énergies renouvelables du Département américain de l'énergie (NREL), l'ESIF est devenu un laboratoire vivant où la recherche, le bâtiment et ses équipements coévoluent.

Au cours des 10 dernières années, l'ESIF du NREL a incubé des technologies essentielles en matière d'énergie propre et a préparé le monde à intégrer ces technologies. Les Fonds ESI et leur personnel ont aidé les communautés et les pays à atteindre des quantités records d'énergie renouvelable et les entreprises à explorer l'aspect innovant de l'intégration énergétique.

En tant qu’installation utilisatrice, les Fonds ESI ont soutenu un flux continu de collaborations étroites. Des partenaires de tailles et d'envergures diverses ont conçu des solutions dans l'écosystème ESIF, exploité les données et les outils informatiques d'ESIF pour catalyser les découvertes, ou ont littéralement déplacé leurs propres collaborateurs et opérations parmi les équipements pour une R&D à accès illimité. Aujourd'hui, alors que l'ESIF fusionne ses capacités avec le campus Flatirons du NREL pour former la plateforme de recherche avancée sur les systèmes énergétiques intégrés (ARIES) de classe mondiale, la marque ESIF de recherche intégrée sera encore renforcée.

Pour rappeler et célébrer certaines des réalisations les plus durables des Fonds ESI au cours de la dernière décennie, la liste suivante, sans ordre particulier, résume 10 avancées qui représentent toute son unicité, sa clairvoyance et son importance continue. Avec ces réalisations, il est difficile d’imaginer où en seraient les énergies renouvelables sans les Fonds ESI.

L'un des premiers partenaires des Fonds ESI est arrivé avec un problème qui s'est avéré épineux. La Hawaiian Electric Company a dû faire face et a exigé de toute urgence de nouveaux contrôles sûrs pour les onduleurs, des dispositifs qui connectent les énergies renouvelables au réseau. Les ingénieurs d'ESIF ont simulé le système hawaïen en laboratoire, avec des onduleurs dans la boucle, pour recommander les commandes appropriées pour stabiliser la tension du réseau. Ces résultats sont devenus un modèle pour d’autres îles réduisant leur dépendance à l’égard du carburant importé.

Rencontrez le Laboratoire national des énergies renouvelables de l'onduleur — NREL | (Youtube)

C'était juste le début. Un travail presque identique se poursuit aujourd'hui, mais à plus grande échelle. Aujourd’hui, les ingénieurs se demandent : « Comment pouvons-nous gérer un système avec des ressources 100 % basées sur des onduleurs ? » – un objectif qui n’est possible que grâce aux expériences progressivement avancées des ESIF. L'ESIF a aidé à établir les normes actuelles des onduleurs pour l'interconnexion du réseau et a ensuite contribué à un produit primé R&D 100 qui configure les points de consigne des onduleurs pour rationaliser les applications solaires sur les toits. Lorsqu’un service public californien a déployé l’outil pour suivre l’intérêt pour l’énergie solaire sur les toits, il a commencé à traiter les demandes en quelques minutes plutôt qu’en quelques semaines. Même la conception moderne des micro-onduleurs doit un certain crédit aux premiers projets des Fonds ESI.

Depuis 10 ans, l'ESIF permet aux chercheurs de concevoir et de mettre en œuvre des commandes d'onduleurs dans des simulations hyperréelles. Cette capacité est plus demandée que jamais, et ARIES étend les capacités de validation des Fonds ESI à de nouvelles possibilités physiques et virtuelles.

Un premier visiteur des Fonds ESI se souviendrait d'un CUBE futuriste et transparent contenant un système mobile formant un micro-réseau adapté aux situations d'urgence ou aux avant-postes militaires ; et un banc d'essai de cuisine, où les commandes des appareils électroménagers ont évolué vers un logiciel de maison intelligente primé. Il s’agissait de projets exploratoires pour une nouvelle dimension des systèmes énergétiques : la contrôlabilité en bordure du réseau.

Le micro-réseau de Borrego Springs peut se connecter à une installation solaire tierce pour alimenter la ville. Photo gracieuseté de San Diego Gas & Electric Company, via NREL.