Le réseau compte divers points de transformation qui réduisent la tension en vue de son utilisation par les équipements basse tension. "La clef de l'ensemble réside dans la fiabilité de la source d'alimentation, et des changements majeurs auront lieu dans les années qui viennent pour préserver cette fiabilité", déclare le professeur Lothar Frey, directeur de l'IISB. Il ajoute : "Le réseau électrique et celui des transports se développeront davantage en commun à cause des véhicules électriques qui emmagasinent de l'énergie dans leurs batteries et serviront de systèmes de stockage pour le réseau électrique. Les sources d'énergie renouvelables seront disponibles à bien plus grande échelle, et les maisons individuelles apporteront également leur contribution en générant de l'électricité".
C'est un point important pour le projet mondial DESERTEC [2], qui vise à capturer l'énergie solaire et éolienne des déserts. Actuellement, DESERTEC s'intéresse à l'Afrique du Nord et au Moyen-Orient. L'électricité générée sera transportée via des lignes à haute tension ou des câbles sous-marins. Cependant, les chercheurs ajoutent que les câbles, systèmes et composants utilisés actuellement devront être adaptés au futur environnement de production. Le but est de s'assurer que les consommateurs reçoivent l'électricité d'une manière fiable, et avec le moins de pertes possibles.
L'équipe de l'IISB étudie plusieurs solutions et travaille sur des composants capables de convertir l'énergie électrique avec un rendement élevé. L'équipe signale que l'on utilise de plus en plus le courant continu pour transporter l'énergie à plus de 500 kilomètres ou pour des câbles sous-marins. En effet, cette méthode assure une tension constante et une faible consommation, avec des pertes maximales de 7% à longue distance contre 40% en courant alternatif. Evidemment, il faudra davantage de postes d'onduleurs pour passer du courant continu haute tension au courant alternatif utilisé par les consommateurs. "En coopération avec le site de Siemens Energy en Allemagne, nous mettons au point des commutateurs haute puissance", souligne Markus Billmann de l'IISB, "Ils sont nécessaires au transport du courant continu par le réseau et essentiels à des projets tels que DESERTEC. Pour répondre aux exigences des futurs réseaux de distribution de l'énergie, ils doivent être davantage fiables, évolutifs et polyvalents que les solutions précédentes".
Pour atteindre cet objectif, l'équipe utilise des cellules à semi-conducteurs, ce qui n'était pas possible avec les précédentes techniques de commutation pour le transport de courant continu en haute tension (HVDC). "A chaque extrémité d'un système de transport HVDC on trouve une station d'onduleurs", précise M. Billmann, "Pour ces onduleurs, nous utilisons des dispositifs interruptibles capables de fonctionner à de plus hautes fréquences de commutation et qui sont donc plus faciles à contrôler".
Les chercheurs veulent protéger les cellules contre les dommages. Chaque station d'onduleurs comprendra environ 5.000 modules. Ces modules sont reliés en série, aussi la panne de l'un d'eux devrait se traduire par une réaction en chaîne qui endommagerait toute la station. Ce qui n'est pas le cas pour les modules fabriqués à l'IISB. "Nous avons résolu ce problème. Avec nos partenaires, nous travaillons sur des matériaux et des composants spécifiques afin que les équipements futurs demandent moins d'énergie", conclut M. Billmann.
[1] Site Internet de la Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology (IISB) : www.iisb.fraunhofer.de
[2] Site Internet du Projet DESERTEC : www.desertec.org
"Un projet de coopération au niveau européen développe une technique de mesure pour le transport de l'énergie en courant continu", BE Allemagne 500 - 18/10/2010 - www.bulletins-electroniques.com
"Desertec : un projet solaire de grande envergure dans le Sahara, comme source d'électricité pour l'Europe", BE Allemagne 442 - 24/06/2009 - www.bulletins-electroniques.com
En savoir plus
decrypterlenergie.org
negawatt.org
projet afterres