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Réseau de courant continu à énergie neutre pour la N470
from Power+ février 2023
by Embuild
Saviez-vous qu’il existe aux Pays-Bas une route provinciale neutre en carbone qui crée l’énergie dont elle a besoin pour fonctionner ? Il s’agit de l’autoroute N470, qui relie Delft à Zoetermeer. Ce projet innovant à plus d’un titre est une prouesse technologique, rendue possible grâce aux dernières évolutions de l’électronique et du photovoltaïque. Le défi était de créer une route provinciale totalement neutre en CO2, voire à empreinte négative, avec pour unique source d’énergie le photovoltaïque.
Comment installer suffisamment de panneaux photovoltaïques pour alimenter 332 luminaires et 225 feux de signalisation ? En intégrant les panneaux solaires dans des murs antibruit. Baptisé Energy Wall, ce concept est également esthétique car les cellules solaires sont intégrées dans des panneaux de verre. Ce mur antibruit est composé de 100 kW de panneaux photovoltaïques et génère une puissance électrique de 75 MWh par an.
Bien entendu, un panneau photovoltaïque ne fournit de l’énergie qu’en journée, quand le soleil brille. Force était donc de trouver une solution pour alimenter les éclairages quand on en a besoin, c’est-à-dire lorsque le soleil est couché. Et c’est ici qu’intervient le volet « stockage d’énergie ». Le choix s’est porté sur des racks de batteries LiFePo4 de 1 MWh, basés sur 12 chaînes connectées via des convertisseurs DC/ DC et protégées par des disjoncteurs équipés de semi-conducteurs.
Jusque-là, le principe peut paraître très classique. Mais derrière ce fonctionnement se cache une technologie jusqu’ici fort peu utilisée, puisque ce système fonctionne en courant continu. L’avantage de ce principe est qu’il permet de s’affranchir des multiples convertisseurs qui plombent le rendement des installations en courant alternatif.
Le fonctionnement
Disjoncteurs hybrides
Car dès lors qu’on analyse en détail le fonctionnement des équipements technologiques dernier cri, le courant continu en est le dénominateur commun. Et plus encore depuis l’apparition de l’éclairage LED qui fonctionne de base en courant continu. Au-delà de l’utilisation directe de la source de courant, le courant continu rend aussi le transport de l’énergie plus performant que son homologue alternatif.
La colonne vertébrale de ce projet est composée d’une canalisation de distribution d'énergie d'une longueur de 4,7 kilomètres, contenant un câble quadripolaire de +700 Vdc, et un dispositif de mise à la terre de type TN-S.
Les choses ont été réfléchies à fond aussi en ce qui concerne le système de gestion. Le recours aux nouvelles technologies requiert de plus en plus souvent une connexion à internet. Si cette généralisation a longtemps été une façon de gérer les équipements, elle présente malgré tout un risque important, notamment en cas de piratage. S’agissant d’équipements de sécurité, le risque était trop important pour être pris.
Le fonctionnement du système est donc géré de manière totalement locale. Intégralement autonome, cette autoroute high-tech peut même continuer à fonctionner parfaitement en cas de perte de contact avec le réseau. C’est ce qu’on appelle le fonctionnement en ilotage. Le système est comparable à un micro-réseau autonome avec des sources distribuées avec un flux d'énergie géré sans communication numérique par des équipements spécifiques.
La sécurité des utilisateurs est également assurée en cas d’accident. Des composants de types différentiels sont placés dans les poteaux d’éclairage pour éviter tout risque en cas de contact direct. Et le réseau intègre des disjoncteurs hybrides qui assurent une coupure extrêmement rapide en cas d’anomalie.
En conclusion
Au-delà de la prouesse technique, cette autoroute est la preuve qu’il est tout à fait possible d’avoir une vision durable et sur le long terme si le projet est pensé dans ce sens dès le départ. Comme dans tout projet, il y a une empreinte carbone. En l’occurrence, on parle de 1 600 tonnes de CO2 nécessaires à la construction du système. En revanche, cette technologie devrait permettre d'économiser plus de 5 000 tonnes d'émissions de CO2 pendant la durée de vie de la route.
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