Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Comment gérer l'énergie solaire qui ne peut être utilisée directement par une belle journée d'été ? Quelles solutions de stockage sont judicieuses ? Quand une conversion en hydrogène ou en un autre vecteur d'énergie est-elle judicieuse et qu'est-ce que cela signifie pour le réseau de distribution ? Les grandes tendances de la recherche énergétique actuelle ont été identifiées : La production d'énergie est de plus en plus décentralisée. L'électricité devient de plus en plus importante - dans la mobilité, mais aussi pour l’approvisionnement en chaleur. Les solutions numériques de mesure et de contrôle des flux d'énergie et l'intégration de l'intelligence artificielle (IA) créent de nouvelles opportunités pour réduire la consommation d'énergie et pour une distribution optimale.
Les chercheurs en énergie de l'ETH Zurich, de l'Institut Paul Scherrer (PSI) et de l'Empa travaillent intensivement sur ces tendances et sur la conception d'un futur système énergétique. Ces dernières années, la plate-forme de recherche énergétique "ehub", le démonstrateur de mobilité "move" et le bâtiment de recherche et d'innovation "NEST" ont été construits à l'Empa à Dübendorf. Ensemble, ces plates-formes forment un quartier animé qui permet aux nouvelles technologies d'être mises en œuvre, exploitées et validées dans un environnement réel. Parallèlement, le PSI de Villigen a créé la plate-forme de test "Energy System Integration" (ESI), qui traite également des nouvelles solutions de stockage et de conversion de l'énergie. Sous la direction du Centre des sciences de l'énergie de l'ETH Zurich, ces infrastructures seront réunies dans une nouvelle plate-forme de recherche appelée "ReMaP" ("Renewable Management and Real-Time Control Platform") et portées à un nouveau niveau. Un modèle numérique de toutes les installations permettra de simuler les idées des chercheurs avant qu'elles ne soient réellement mises en œuvre. Le ReMaP a été lancé fin 2018 et se développe progressivement.
"En mettant en réseau les plates-formes et en combinant les données de recherche, nous créons de nouvelles opportunités pour la recherche sur l'énergie d'un point de vue systémique", déclare Philipp Heer, chef de projet ehub et ReMaP de l'Empa. "La mise en œuvre effective d'approches innovantes sur la plate-forme de recherche est destinée à contribuer à établir ces approches sur le marché de l'énergie plus rapidement et sans risque".
Une dizaine de projets de recherche sont déjà en cours. L'un d'eux, par exemple, combine les batteries stationnaires du NEST avec le système "Power-to-Gas" du PSI et étudie l'interaction optimale de ces solutions de stockage pour l'électricité excédentaire. Un autre projet se penche sur la question de savoir à ce qu'un consommateur d'énergie individuel - tel qu'un locataire - accorde plus de poids à sa vie privée ou aux coûts énergétiques les plus bas possibles. Des compteurs d'électricité et des dispositifs de stockage intelligents permettent de tirer des conclusions sur le comportement du consommateur, ce qui peut servir à concevoir de manière optimale le réseau électrique. Une équipe dirigée par Gabriela Hug, chercheuse à l'EPFZ, a mis au point un accumulateur d'énergie local avec un "algorithme de protection". Le consommateur décide lui-même s'il veut optimiser ses coûts énergétiques tout en divulguant sa consommation ou s'il veut protéger sa vie privée en faisant dissimuler sa consommation par le système de stockage. L'exemple montre combien de niveaux et de dépendances la transformation du système énergétique englobe et qu'en fin de compte non seulement des solutions technologiques mais aussi leur acceptation par les utilisateurs seront nécessaires. En fin de compte, on ne peut tirer des conclusions sur cette "composante humaine" que si de telles approches sont mises en œuvre dans un environnement réel tel que les plates-formes combinées dans le ReMaP.
Le ReMaP est soutenu par l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) et l’ETH Foundation. Le ReMaP est également ouvert à d'autres universités, collèges et entreprises.
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