Utiliser des camions inutilisés pour alimenter le réseau avec de l’énergie propre


Des chercheurs de l’Université de Waterloo exploitent les véhicules électriques inutilisés pour agir comme générateurs mobiles et aider à alimenter des réseaux électriques surchargés et vieillissants.

Après avoir analysé la demande énergétique sur le réseau électrique de l'Alberta aux heures de pointe, la recherche propose une façon innovante de réapprovisionner les réseaux électriques avec de l'énergie produite à partir de piles à combustible dans les camions.

« Les réseaux électriques du Canada doivent être améliorés », a déclaré le Dr XiaoYu Wu, chercheur principal et professeur au Département de génie mécanique et mécatronique de Waterloo.

« Mais le prix du réseau électrique de l'Alberta est beaucoup plus élevé que celui des autres provinces. La majeure partie de l'électricité est fournie par des combustibles fossiles, ce qui entraîne des émissions élevées de carbone. La nécessité d'ajuster rapidement les générateurs pour répondre aux fluctuations de la demande est l'une des raisons pour lesquelles le prix du réseau est instable. et volatile. Cela crée un potentiel de stockage d'énergie propre pour aplatir la demande et le prix de l'électricité.

Les recherches de l'équipe s'appuient sur la technologie véhicule-réseau qui utilise des chargeurs spéciaux pour renvoyer l'énergie inutilisée des batteries des véhicules électriques (VE) vers le réseau électrique pour y être stockée. Cette électricité stockée peut soutenir le réseau lors de pannes liées aux intempéries ou réduire la demande pendant les périodes de pointe.

La recherche propose de payer les conducteurs de camions alimentés par pile à combustible pour qu'ils se reposent aux heures de pointe et, pendant leur repos, qu'ils se branchent sur une station de ravitaillement en hydrogène ou un pipeline et utilisent les piles à combustible inutilisées de leurs camions comme générateurs pour fournir de l'électricité au réseau. Le résultat est une diminution du trafic automobile sur les autoroutes, une réduction de la consommation d’énergie aux heures de pointe et une manière plus propre de stocker l’énergie.

Daniel Ding, étudiant diplômé de Waterloo, a développé un modèle mathématique pour simuler l'opération, puis a utilisé un logiciel pour analyser et modéliser la faisabilité et le potentiel des véhicules électriques alimentés par pile à combustible à hydrogène afin d'équilibrer la charge du réseau et de réduire le prix de pointe et l'intensité carbone.

« Les piles à combustible à hydrogène offrent des avantages par rapport à d'autres combustibles comme les batteries, qui nécessitent plus d'investissement et polluent davantage lorsqu'on les jette », a déclaré M. Ding. « Nos résultats préliminaires montrent que l'utilisation des piles à combustible existantes dans les véhicules électriques du futur peut réduire les coûts du réseau. »

Cette solution de stockage d’énergie a des applications au-delà des camions. Les véhicules lourds et les trains – comme les locomotives de manœuvre qui restent généralement au ralenti jusqu'à ce qu'il soit nécessaire de changer d'itinéraire ferroviaire – pourraient également être les premiers à l'adopter.

« Avec la demande croissante de décarbonation des véhicules lourds, le parc de véhicules électriques à pile à combustible devrait se développer rapidement », a déclaré Wu.

« La connexion de ces camions au réseau dans le but de décaler les heures de pointe pourrait fournir des incitations économiques à l'adoption de véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène et contribuer à faciliter l'émergence d'une économie de l'hydrogène à grande échelle. »

Les prochaines étapes des chercheurs prévoient de tester ces résultats préliminaires en laboratoire et sur le terrain afin de déterminer leur applicabilité dans le monde réel.

La recherche est soutenue par l’Accélérateur de transition, Mitacs et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). Il s'agit de la dernière en date de l'Initiative pour un avenir durable de Waterloo qui vise à faire de l'Université un chef de file mondial en matière de recherche, d'éducation et d'innovation en matière de durabilité au profit de l'environnement, de l'économie et de la société.

De plus amples informations sur ces travaux peuvent être trouvées dans le document de recherche intitulé « Optimization of Fuel Cell Electric Vehicle-to-Grid in Alberta by Mixed Integer Linear Programming », publié lors de la 11e conférence internationale de l'IEEE 2023 sur l'ingénierie des réseaux énergétiques intelligents (SEGE).

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