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Énergie solaire - la nuit aussi

L'électromobilité est ralentie en Allemagne, entre autres, par manque d'infrastructure de recharge. Le bureau d'ingénierie Fehringer (IBF) de Dortmund pourrait faire progresser l'expansion avec une solution innovante : il a développé une station de charge qui peut fournir une électricité propre 24h/24 grâce à la combinaison du photovoltaïque et du stockage. La technologie WAGO gère les interfaces et assure une communication de données sécurisée.

Quel est l'objectif du gouvernement fédéral de mettre un million de véhicules électriques sur les routes allemandes d'ici 2020 ? De nombreux experts ont déjà considéré le projet comme irréaliste car, d'une part, les voitures électriques bon marché avec une gamme acceptable ont jusqu'à présent fait défaut et, d'autre part, il y a beaucoup trop peu de bornes de recharge pour les véhicules à batterie : quiconque conduit une voiture électrique avec une autonomie de 200 kilomètres, de Dortmund par exemple veut aller à Minden, et vice-versa, doit charger entre les deux. Mais où ? La peur de la gamme ralentit les acheteurs potentiels.

Gérer le stockage de la batterie en toute sécurité - c'est ainsi que WAGO vous accompagne :

L'automate WAGO télécontrôle prend en charge l'intégralité de la gestion des communications et des interfaces.
Un module GSM intégré permet l'envoi sécurisé d'e-mails et de SMS.
Le contrôleur offre également une visualisation des fonctions de téléconduite et de contrôle.
Les interfaces série permettent la communication avec d'autres systèmes.

Aperçu des produits

L'énergie solaire au lieu de l'essence et du diesel

Mais les constructeurs automobiles allemands passent maintenant à l'offensive. BMW, Daimler, Ford et Volkswagen ainsi que ses filles Audi et Porsche souhaitent construire des bornes de recharge rapide dans toute l'Europe. Dans un premier temps, un total de 400 bornes de recharge seront construites le long des principaux axes de transport européens à partir de 2017. D'ici 2020, un réseau dense de bornes de recharge en Europe sera mis en place et l'électromobilité sera renforcée. Parallèlement, des entreprises innovantes poursuivent le développement de nouvelles technologies de stations-service. Les derniers projets incluent une station de charge où les voitures électriques peuvent être remplies d'énergie écologique propre 24h/24. L'approche : un système photovoltaïque sur le toit du réservoir alimente les colonnes en électricité solaire. Si les modules solaires produisent plus d'énergie les jours ensoleillés qu'il n'en faut pour se remplir et que le réseau électrique peut en absorber, l'excédent se déverse dans un stockage de batteries lithium-ion. Cela alimente les stations de charge lorsque les modules ne fournissent pas d'énergie dans l'obscurité - les pilotes électriques peuvent donc contrôler la station-service à tout moment.

Pics de midi désamorcés

Le concept a été développé par la firme d'ingénierie Fehringer de Dortmund. «La mobilité électrique est le sujet du futur. Le gouvernement fédéral souhaite investir 300 millions d'euros dans l'expansion de l'infrastructure de recharge dans les années à venir », a déclaré le directeur général Nicolaj Fehringer. Les ingénieurs de Fehringer ont déjà montré que la station de charge de son bureau pourrait également être une option avec un système de démonstration d'une capacité de stockage de 36 kilowattheures au siège de l'entreprise à Dortmund. «L'interaction de la production, du stockage et du chargement d'électricité fonctionne parfaitement dans ce projet», explique Fehringer. De plus, le stockage solaire soulage le réseau électrique en coupant les pics de midi dangereux les jours ensoleillés - une contribution importante dans un système énergétique qui doit intégrer de plus en plus de producteurs renouvelables fluctuants.

La compacité est cruciale

Cependant, les ingénieurs IBF ont posé de nombreuses questions difficiles lors de la conception de la station de charge : comment les systèmes individuels - modules solaires, stockage au lithium-ion, station de charge et onduleur - peuvent-ils être connectés efficacement au système de contrôle. Comment réaliser un échange de données sécurisé entre les différents composants ? Et malgré les exigences techniques élevées, quelle commande est suffisamment compacte pour être peu encombrante et discrète dans l'armoire de commande ? La compacité est une exigence essentielle pour un projet de coopération dans lequel différentes technologies doivent être réunies dans un petit espace.

WAGO fournit une technologie clé

Lors de la recherche d'une solution adaptée, IBF a trouvé ce qu'elle cherchait chez WAGO. L'automate de télécontrôle (750-8207/025-001) prend en charge l'intégralité de la gestion des communications et des interfaces dans la station de charge. La communication avec le centre de contrôle s'effectue via le protocole TCP/IP IEC 60870-5-104 via un tunnel VPN. «Cela nous permet de répondre aux exigences des opérateurs de réseau et aux normes de sécurité les plus élevées telles que le livre blanc BDEW», explique Fehringer. Autre avantage de l'automate télécontrôle : grâce à un module GSM intégré, il peut envoyer en toute sécurité SMS et mails via le réseau mobile dans le cadre de la gestion opérationnelle. Le contrôleur offre également une visualisation des fonctions de téléconduite et de contrôle. Un serveur Web intégré fournit aux ingénieurs des options de configuration et des informations d'état. "Sinon, nous devrons nous procurer cette fonctionnalité", explique Fehringer. En raison de la possibilité d'extension avec des interfaces série, la communication avec les autres systèmes de la station-service n'est pas un problème. Par exemple, un participant communique via MODBUS RTU, un autre via un protocole série propriétaire. La commande offre la flexibilité et la durabilité nécessaires pour toutes les tâches.

Haute technologie et accroche-regard en un

En plus des avantages techniques, la station de charge est également un point fort visuel : l'éclairage LED coloré sur la pompe à essence crée une atmosphère agréable dans l'obscurité. "Nous attachons une grande importance à la conception globale, car lorsque vous vous sentez à l'aise, vous aimez passer du temps", explique Fehringer. La combinaison de la haute technologie et du style suscite déjà l'intérêt d'entreprises bien connues. «Il y a des contacts de premier ordre». À l'avenir, cela pourrait être une application pour proposer des achats ou du repos en combinaison avec le ravitaillement : la voiture électrique se recharge en faisant ses courses ou en se restaurant. Les sociétés d'exploitation utilisent l'excédent pour couvrir leurs propres besoins en électricité. Pour de telles applications, cependant, Fehringer souhaite offrir de plus grandes installations de stockage d'une capacité de 400 kilowattheures.

Les exigences en matière de technologie de télécontrôle augmentent

Un autre modèle commercial consisterait à combiner plusieurs 400 kilowattheures de stockage dans une unité plus grande et à les exploiter dans la piscine. Ensuite, leurs performances pourraient être revendues aux grands opérateurs de réseau comme énergie d'équilibrage afin de compenser les fluctuations à court terme du réseau de transport. Selon Fehringer, le système pourrait principalement fournir des réserves dites primaires, qui doivent déjà être disponibles sur le réseau en 30 secondes et pas seulement en cinq ou 15 minutes comme les réserves secondaires et minutes. La réserve primaire impose donc de grandes exigences à la technologie de télécontrôle, car elle nécessite des fonctions de mesure et de contrôle élevées. Pas de problème pour WAGO : nous avons déjà démontré dans divers projets que la bonne solution d'automatisation était à portée de main.

Texte : Daniel Wiese, WAGO

Photo : Fehringer GmbH

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