NEXT - Tester les plateformes d'un chargeur-onduleur solaire
Ingénierie et Architecture Projets de recherche appliquée et développement Valais
La PME valaisanne Studer Innotec est spécialisée dans les convertisseurs de batterie destinés à alimenter des réseaux isolés. Elle équipe notamment des alpages, des bateaux ou encore des hôpitaux de brousse. Suite à un développement intensif, elle a mis au point un nouveau convertisseur onduleur-chargeur de batterie, qui réunit quatre appareils séparés jusqu'ici. Baptisé "next3", ce modèle triphasé de 15kW permettra d'interfacer deux installations solaires photovoltaïques, une batterie basse-tension, ainsi qu'un réseau de distribution basse-tension, isolé ou non du réseau principal, avec un seul équipement.
L'essor des énergies renouvelables a entraîné une croissance du nombre de producteurs isolés et connectés au réseau principal. Pour des raisons de sécurité et de stabilité du réseau, il est nécessaire que ces convertisseurs adoptent de nouvelles normes pour le raccordement des Installations de Production Décentralisées (IPD). Alors que ces normes étaient d'abord exigées en Allemagne - le pays le plus avancé en la matière - elles le sont maintenant dans le reste de l'Union européenne. Elles exigent notamment de tester les équipements avant leur mise sur le marché selon des scénarios simulant diverses perturbations pouvant apparaître sur le réseau. On peut citer par exemple la détection d’îlotage, qui exige que les IDP se déclenchent automatiquement lorsque le réseau principal n'est plus alimenté. Cela garantit notamment la sécurité des professionnel-les qui interviennent sur le réseau. Les fonctions de support au réseau, tels que la résistance aux variations de fréquence, le passage aux creux de tension ou encore la stabilisation de la tension par contrôle de puissance réactive, doivent également être vérifiés.
Ces tests nécessitent des équipements pointus et coûteux, difficiles à acquérir pour une PME. C'est pourquoi Studer Innotec collabore avec le Laboratoire Industrial Electronics and Drives de la HEI, spécialisé dans le développement de convertisseurs et d’entraînements électriques. Ce dernier dispose du matériel et des compétences pour tester ses propres innovations, ainsi que celles de ses partenaires industriels. Le laboratoire est en particulier équipé d'un simulateur de réseau triphasé, avec lequel toutes sortes de perturbations peuvent être générées.
Dans le cadre du projet "NEXT - Test des fonctions avancées pour l'intégration au réseau et du rendement d'un nouveau chargeur-onduleur solaire triphasé", l'équipe de la HEI a mis en place un banc d'essai dédié au "next3" et a configuré ses équipements, afin de simuler les scénarios complexes d'essais définis par les nouvelles normes pour les IPD. Les résultats des premiers essais ont permis aux ingénieur-es de Studer Innotec de valider ou d'améliorer les fonctions de soutien au réseau. Des essais complémentaires électromagnétiques viendront compléter ces résultats. Le précieux temps gagné permettra à la PME de se positionner rapidement sur ce marché exigeant et concurrentiel. Elle pourra ainsi non seulement vendre ses produits en Europe, mais aussi garantir à ses client-es que ses appareils correspondent aux dernières normes en vigueur. Ce qui n'est pas forcément le cas de convertisseurs bons marchés.
De son côté, le Laboratoire Industrial Electronics and Drives a pu, avec NEXT, saisir l'opportunité d'expérimenter l'implémentation des futures normes pour le test des convertisseurs destinés aux IPD. Cela lui permet de se positionner à la pointe dans ce domaine. L'implémentation de ces nouvelles normes est en effet cruciale pour le déploiement des énergies renouvelables à large échelle.
Un appel à projets destiné aux entreprises impactées par la crise sanitaire
Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Après Covid-19". Il a été lancé en juillet 2020 par le Conseil de domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses impactées par la crise sanitaire. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :
- HE-Arc Ingénierie ;
- Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
- Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
- HES-SO Valais/Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
- Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
- CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.