La transition énergétique modifie non seulement les technologies de production d’électricité, mais aussi les réseaux électriques. Au lieu de quelques douzaines de grandes centrales, c’est aujourd’hui un essaim gigantesque qui fournit le réseau d’alimentation : rien qu’en Allemagne, il existe plusieurs milliers de parcs éoliens et plus de 2,6 millions d’installations photovoltaïques – et leur nombre ne cesse de croître. La production d’électricité dépend donc de la météo : en l’absence de vent ou si la couverture nuageuse est importante, les besoins en électricité peuvent excéder l’offre, ce qui peut conduire à une congestion, voire à des pannes électriques généralisées. Pour que la fréquence du réseau reste stable à 50,2 hertz, les gestionnaires de réseau ont besoin de pronostics de rendement. L’intelligence artificielle (IA) aide à traiter ces informations extrêmement complexes et à les intégrer au système énergétique.
Le réseau d’alimentation avec ses millions d’installations solaires, de wallbox et de pompes à chaleur, de dispositifs de stockage domestiques et bientôt des batteries automobiles capables de renvoyer de l’énergie au réseau est déjà tellement complexe actuellement que les fournisseurs d’énergie et les gestionnaires de réseau ne s’y retrouveraient pas sans la numérisation de leurs systèmes. Plus ils ont une connaissance précise de la quantité d’électricité produite, injectée et consommée, quand et où, plus ils peuvent adapter avec précision leur offre à la demande. En outre, la rentabilité sera d’autant plus élevée, car la compensation des quantités manquantes coûte cher. Si la consommation et la production ne coïncident pas dans leur zone d’équilibrage, les coûts d’énergie d’équilibrage sont à la charge des fournisseurs. Par conséquent, plus les prévisions météorologiques et donc les prévisions de rendement des installations éoliennes et solaires sont précises, plus les entreprises sont performantes. Si l’on veut optimiser son autoconsommation à l’aide de batteries ou d’équipements réglables comme les véhicules électriques et les pompes à chaleur, il faut également des prévisions pour décider de l’utilisation de l’électricité. Les prévisions météorologiques précises jouent aussi un rôle décisif pour la gestion de l’énergie des bâtiments.
Bulletin météo pour le secteur de l’énergie
EM-Power Europe, le salon professionnel international pour la gestion énergétique et les solutions d’énergie en réseau, est l’occasion pour les entreprises du monde entier de présenter leurs concepts de numérisation ainsi que des technologies et services innovants pour optimiser le réseau de demain. « Le machine learning et l’IA jouent un rôle majeur dans les prévisions d’ensoleillement », explique Jan Remund, le directeur du département Énergie et climat chez le prestataire météo suisse Meteotest AG. En associant un modèle physique et des algorithmes auto-apprenants sur la base de photos satellite, l’entreprise peut prédire les déplacements des nuages. « Le résultat est assez précis quelques heures à l’avance. L’incertitude grandit avec la fenêtre temporelle », explique M. Remund. Son entreprise recueille des données d’ensoleillement et de température et réalise à l’aide de celles-ci des analyses, profils et prévisions qui s’intègrent au logiciel de suivi ou de pilotage des installations photovoltaïques. Les entreprises peuvent acheter ou faire elles-mêmes à l’aide de programmes spéciaux les calculs d’ensoleillement sur la base des prévisions météorologiques. Les gestionnaires de réseau ont besoin des prévisions d’ensoleillement pour pouvoir à tout moment équilibrer l’injection et le soutirage sur le réseau électrique en fonction des pronostics de production et de consommation.
Le spécialiste bavarois du suivi et du pronostic meteocontrol réalise des calculs de rendement en se basant sur les données de différents prestataires météo. L’entreprise s’intéresse également à l’influence des aérosols comme les cendres et les grains de sable sur la formation des nuages. « Les 3 et 4 mars 2021, nous avons clairement montré l’importance de ce sujet dans le cadre de notre projet de recherche PermaStrom », estime Stijn Stevens, le directeur de meteocontrol. « Ces deux jours-là , une grande quantité de poussières du Sahara a fait irruption en Europe. Rien qu’en Allemagne, près de trois millions d’euros de coûts d’équilibrage énergétique ont pu être économisés grâce à l’optimisation des pronostics.
L’intégration d’applications intelligentes et de l’IA fait émerger une intelligence distribuée numérique du réseau d’alimentation. En croisant les prévisions de production et de consommation d’électricité avec la puissance des centrales habituelles, les exploitants peuvent prédire quand et où leurs lignes et transformateurs atteindront leurs limites et prendre ainsi les mesures nécessaires.
Les prosommateurs : des acteurs clés sous-estimés
Les prosommateurs joueront un rôle important dans le système énergétique de demain : par exemple, les particuliers et les ménages privés qui injectent dans le réseau l’électricité excédentaire des véhicules électriques peuvent contribuer de manière décisive à sa stabilité. L’entreprise Hive Power propose un logiciel pour l’injection temporaire sur le réseau d’électricité provenant des batteries de véhicules électriques, c’est ce que l’on appelle le vehicle to grid. L’intelligence artificielle s’avère un allié utile dans ce cas : le logiciel apprend quand les véhicules sont utilisés et quand ils ont des disponibilités permettant l’injection d’électricité dans le réseau. Les prosommateurs peuvent ainsi gagner jusqu’à 1000 euros de plus par an.
Une technologie intelligente pour les bâtiments
Les prévisions météorologiques et de rendement sont aussi décisives pour la gestion énergétique des bâtiments. Lorsqu’il y a du soleil, les pompes à chaleur peuvent recharger le chauffe-eau et restituer l’énergie le soir dans le circuit de chauffage. Avec le bon logiciel, les pompes à chaleur intègrent les prévisions de rendement du système de gestion d’énergie dans leur planification opérationnelle. Il est ainsi possible par exemple d’éviter que la pompe à chaleur réchauffe l’accumulateur avec de l’électricité du réseau si le soleil fournit une heure plus tard suffisamment d’énergie pour cela. La recharge des véhicules électriques peut aussi souvent être programmée pour maximiser la part d’électricité solaire. Les systèmes de l’entreprise Solar-Log fonctionnent sur le même principe. Ils permettent une autoconsommation optimale des immeubles de bureaux et des installations industrielles grâce aux accumulateurs à batterie et aux appareils flexibles comme les pompes à chaleur et les bornes de recharge.
En plus des entreprises citées ici, le salon EM-Power Europe accueille à Munich du 14 au 16 juin de nombreux autres exposants qui viendront présenter leurs solutions dans les domaines des prévisions météorologiques et de rendement, de la connexion au réseau, du suivi et des logiciels d’analyse. Les visiteurs du salon en apprendront encore plus sur le forecasting et les systèmes de suivi à l’EM-Power Forum lors de la session Forecasting et suivi : toujours avoir un temps d’avance.
EM-Power Europe et les salons parallèles, Intersolar Europe, ees Europe et Power2Drive Europe, auront lieu du 14 au 16 juin 2023 dans le cadre de la plus grande plateforme européenne du secteur de l’énergie The smarter E Europe à la Messe München.
