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Des rames de métro pour produire de l'électricité pour le réseau
le Autorité des transports du sud-est de la Pennsylvanie (SEPTA), qui gère le système de transport en commun de Philadelphie, pilote une technologie de réseau électrique intelligent qui pourrait réduire ses factures d'électricité jusqu'à 40 % et générer des millions de dollars par an.
Mise hors tension : Un nouveau projet exploitera l'énergie des rames de métro comme celle-ci sur la ligne Market-Frankford de Philadelphie.
Une énorme batterie installée dans l'une des sous-stations de l'autorité stockera l'électricité générée par les systèmes de freinage des trains (car les trains ralentissent les générateurs d'entraînement des roues). La batterie aidera les trains à accélérer, réduisant la consommation d'énergie, et fournira également de l'énergie supplémentaire qui pourra être revendue au réseau électrique régional. Le projet pilote, qui implique l'une des 38 sous-stations du système de transport en commun, devrait rapporter 500 000 $ par année. Ce chiffre se multiplierait si les batteries étaient installées dans d'autres sous-stations.
Le projet montre comment les agences de transport en commun à court d'argent qui exploitent les principaux métros et systèmes ferroviaires électriques pourraient trouver une nouvelle source de revenus en puisant dans le réseau intelligent . Il met également en évidence une manière dont le réseau intelligent pourrait économiser de l'énergie, éviter les pannes et intégrer davantage d'énergie renouvelable .
Plusieurs services publics d'électricité expérimentent déjà l'utilisation de grosses batteries pour aider à atténuer les fluctuations de l'approvisionnement en électricité, en maintenant le réseau fonctionnant à la bonne fréquence et en évitant les pannes. Dans le nouveau projet pilote, ce type de technologie de batterie sera associé au logiciel d'une société de réseau intelligent basée à Philadelphie appelée Viridité Énergie .
Le logiciel décidera comment allouer l'énergie stockée dans la batterie, en l'utilisant pour conduire des trains et atténuer les pics dans le réseau de distribution d'énergie de SEPTA. SEPTA pourrait également vendre l'électricité excédentaire à divers marchés de l'électricité, en fonction d'un certain nombre de facteurs, y compris ce qui est le plus rentable.
Le projet pilote, que Viridity prévoit d'achever d'ici l'été prochain, utilisera les capacités de freinage régénératif des rames de métro de Philadelphie. Ces systèmes convertissent l'énergie cinétique en électricité lorsque le train ralentit. Dans le système existant, sans la batterie, cette puissance peut être renvoyée dans le système de distribution d'énergie de SEPTA et utilisée pour aider un autre train à accélérer, mais seulement s'il accélère en même temps que la puissance est générée, explique Laurie Actman, directrice des relations gouvernementales et du développement des affaires chez Viridity. Sinon, ce pouvoir est perdu.
Injecter de l'énergie dans le réseau électrique pourrait s'avérer plus précieux que de l'utiliser pour alimenter des trains. Les gestionnaires de réseau doivent équilibrer l'offre et la demande. Ils le font maintenant en envoyant des signaux aux centrales électriques qui ont accepté de fonctionner à moins que la pleine capacité, afin que les centrales puissent rapidement augmenter ou diminuer la puissance de sortie, parfois pendant quelques secondes seulement à la fois. Mais il faut du temps aux centrales électriques pour augmenter et diminuer la puissance, ce qui peut rendre difficile pour les opérateurs de réseau de suivre les fluctuations de la demande. Une batterie peut fournir des à-coups de puissance presque instantanément, explique Kevin Morelock, directeur informatique et projets chez Viridity.
La fourniture de courtes rafales de puissance en réponse aux signaux des opérateurs de réseau est un service appelé régulation de fréquence. À des moments où les prix de l'électricité sont élevés, comme lors des journées chaudes où la demande est élevée, il peut être plus lucratif d'arrêter d'offrir une régulation de fréquence et de simplement revendre l'électricité au réseau à la place.
Le projet pilote, qui est financé par une subvention de 900 000 $ du Autorité de développement énergétique de la Pennsylvanie , fait face à deux défis techniques principaux. La première consiste à sélectionner une batterie capable d'absorber et de décharger rapidement de l'électricité, potentiellement pendant des centaines de milliers de cycles, explique Morelock. Viridity évalue actuellement différentes technologies de batterie, telles que le plomb acide (qui est bon marché, mais pas de longue durée) et le lithium-ion (qui est développé par des sociétés telles que AltairNano et Systèmes A123 ).
L'autre défi consiste à développer un logiciel capable d'analyser rapidement les données du système de SEPTA et de divers marchés de l'électricité, et de décider de la meilleure façon d'utiliser l'énergie stockée. Viridity a déjà développé un logiciel similaire pour gérer les bâtiments, tirer l'énergie des panneaux solaires ou modérer la demande d'énergie des systèmes de climatisation et d'autres charges pour aider à stabiliser le réseau.
Marc Duvall , directeur du transport électrique et du stockage de l'énergie à l'Electric Power Research Institute de Palo Alto, en Californie, a déclaré que le projet s'était fixé un objectif ambitieux d'économies d'énergie. Mais beaucoup dépendra de la capacité de freinage régénératif qui peut être exploitée, dit-il, et la rentabilité dépendra du coût des batteries, bien que ces coûts devraient diminuer rapidement dans les années à venir. C'est bien qu'ils se penchent là-dessus. Ce qu'ils apprennent peut aider d'autres agences de transport en commun, dit-il.