Des voitures électriques capables de servir d’unité de stockage pour le réseau électrique

La technologie V2G risque de faire parler d’elle. Ce concept, le « vehicle-to-grid », que l’on pourrait traduire par « de la voiture au réseau [électrique] », permettrait aux propriétaires de voitures électriques de gagner de l’argent en stockant de l’énergie pour le réseau électrique. On le sait, la thématique du stockage de l’énergie nécessite des innovations dans la gestion (comme le stockage par pompage-turbinage). L’électricité étant un flux, on parvient peu (voire pas) à la stocker, d’où des pics de production aux heures « de pointe » (en soirée, en hiver), et des usines en sous-production le reste du temps.

Selon AltDotEnergy, ces fluctuations pourraient donc être amoindries par un jeu de compensation avec les batteries des véhicules électriques. Le premier système V2G a été testé par l’Université du Delaware, avec 3 voitures électriques connectées au réseau de distribution d’électricité lorsqu’elles n’étaient pas utilisées. « Elles rapportent entre 5 et 10 dollars par jours en étant simplement branchées », précise Kenneth Huber, directeur technique de PJM grid, le distributeur d’électricité d’une bonne partie des Etats de la façade Atlantique des Etats-Unis.




Les véhicules « V2G compatibles » fonctionnent comme des éponges électriques. Elles peuvent absorber l’excédent d’énergie en période creuse, et en dégager sur le réseau en heure de pointe. Ceci est d’autant plus important que plus la part des énergies renouvelables augmentera, plus ces fluctuations seront importantes : l’énergie solaire et éolienne, par exemple, sont structurellement irrégulières (à cause des nuages, des vents variables). Jusqu’ici, à part le pompage-turbinage et cet ingénieux système de stockage de glace, on ne savait pas trop comment gérer ces montagnes russes.

Et côté utilisateur, l’investissement dans une voiture électrique V2G se révèle intéressant puisque selon les estimations de l’Université, ce seraient près de 3 000 dollars qui pourraient être générés par ce contrat de rachat d’électricité. Évidemment, il faudra concevoir les automobiles avec un système V2G intégré. Mais avec des prévisions de l’ordre de un million de voitures électriques en service aux États-Unis d’ici 5 ans, et à raison d’une production de 10KW par voiture, 1 million de voitures de ce type seraient capable de fournir un « stock » de plusieurs gigawatts, de quoi également éviter la construction de nouvelles centrales électriques.

TechnoPropres

Il tire son énergie d'une ligne électrique enterrée sous la route mais il embarque aussi quelques batteries, qui lui confèrent une certaine autonomie. Ce curieux train, qui vient d'être inauguré dans la capitale de la Corée du Sud, représenterait-il un compromis astucieux pour des transports en commun urbains ? Oui, expliquent ses concepteurs, qui l'envisagent aussi pour les voitures particulières.

Avec sa caricature de locomotive couleur vert pomme tirant trois voitures ouvertes, son allure est celle de ces trains destinés à promener les touristes... Et c'est d'ailleurs la fonction de ce prototype qui vient d'être inauguré, ce 9 mars 2010, au sein du parc d'attraction de Gwacheon, dans la banlieue sud de Séoul. Mais cet engin, élaboré par le Korea Advanced Institute of Technology (KAIST), est bien plus qu'un manège.

C'est la démonstration d'un transport en commun original, baptisé Olev, pour On Line Electric Vehicle, soit véhicule électrique en ligne. « En ligne » parce qu'il n'est pas autonome, comme le serait un bus électrique, et recueille son électricité d'un câble conducteur. Bref, c'est un train électrique, ou plutôt un tramway, comme tant de villes dans le monde cherchent à se doter, même Tenerife, qui s'adosse sur un volcan lui imposant des pentes jusqu'à 8,5%.

Mais les roues de l'Olev sont des pneus et les disgracieux caténaires aériens ont disparu, comme dans certains réseaux de tramways récents. A Bordeaux, les matériels d'Alstom sont alimentés, du moins en centre ville, par un rail supplémentaire. On parle d'APS (Alimentation par le sol). L'Olev coréen, lui, s'alimente sans contact grâce à des câbles enterrés sous la chaussée, à environ trente centimètres de profondeur. Les Bordelais, qui ont vécu durant de longs mois les déboires de ce système novateur, comprendront facilement l'intérêt de protéger les câbles d'alimentation installés dans la chaussée.

Charger les batteries en roulant, une idée pour les bus, les trams et les voitures

En plus des 30 centimètres de revêtement, le système à induction doit traverser les 13 centimètres de garde séparant du sol le dispositif de réception du courant installé sous la motrice. La perte entre émission et réception serait de 26%, selon le KAIST.

L'autre originalité est que cette alimentation externe n'est pas disponible sur tout le trajet. A Gwacheon, la ligne inaugurée s'étend sur 2,2 kilomètres mais le train n'est alimenté que sur quatre tronçons, trois de 122,5 mètres et un de 5 mètres, soit, au total, 372,5 mètres, c'est-à-dire seulement 16% du parcours.

Entre deux zones alimentées, et notamment aux stations, l'Olev charge ses batteries, ce qui lui permet de rouler sur une chaussée normale. Le train devient ainsi autonome par endroits. Pour les transports en commun, les avantages sont intéressants. Par rapport à un tramway classique, les travaux d'infrastructure sont considérablement allégés tandis que l'on gagne en souplesse. Il sera ainsi plus facile d'allonger ou de dévier une ligne existante. Des bus électriques pourraient ainsi desservir n'importe quel quartier d'une ville. « Dans un système de transport urbain par bus, il suffirait de tronçons d'alimentation sur 20% seulement du trajet », estime le KAIST.

Selon les concepteurs, on peut imaginer que le système fournisse de l'électricité à des voitures électriques particulières, ce qui éviterait de les recharger à l'arrêt. L'idée de recharger des véhicules électriques en roulant n'est d'ailleurs pas nouvelle. « Deux centrales nucléaires, ou leurs équivalents, suffiraient alors pour faire rouler indéfiniment toutes les voitures de la Corée du Sud » a-t-on expliqué lors de la conférence de presse, rapporte TimesOnLine.

Eolienne verticale : la seule éolienne domestique rentable

Les voitures à air comprimé battues par les voitures électriques

Si les voitures à air comprimé sont (encore) plus propres que les voitures électriques, elles n’ont pas la même efficacité, d’où leur perte de vitesse actuellement (EcoGeek). Pourtant l’idée de départ était bonne, et nous vous en avions parlé avec MDI l’année dernière : il n’y avait besoin d’électricité que pour comprimer de grandes quantités d’air dans des réservoirs pressurisés, pour qu’ensuite l’air comprimé soit utilisé pour faire fonctionner des pistons. Le tout, sans batterie ni électronique très compliquée, donc plus propre. Tata Motors, le constructeur indien de la Nano, avait d’ailleurs envisagé de l’implanter en Inde.

Las, une nouvelle étude publiée dans Environmental Research Letters révèle que si, sur le papier, l’air comprimé aurait pu être un concurrent sérieux de l’électrique, en pratique il n’en est rien, notamment sur le cycle de vie du produit. Tout le problème réside dans l’électricité nécessaire pour comprimer l’air, dont une grande partie est perdue (sous forme de chaleur).

Et ce d’autant plus que les technologies de batterie s’améliorent à grand pas maintenant que le modèle de la voiture propre (l’électrique à batterie échangeable, selon le modèle proposé par Better Place et Renault par exemple) semble « choisi » par les industriels. En comparaison, l’air comprimé ne recevra pas autant d’investissement et son retard risque fort de s’accroitre. Seule piste possible : de très petits véhicules urbains, comme les scooters.

Des cellules solaires... imprimables

Des nanoparticules incluses dans une encre peuvent, une fois appliquées sur une surface, se transformer en un capteur d'énergie solaire. Le rendement du matériau prototype présenté par un laboratoire texan est pour l'instant très faible, mais le prix de revient est si bas que la formule semble prometteuse et le procédé est déjà envisagé pour une prochaine exploitation commerciale.

Le passage d'une surface de matière plastique ou de métal sous un rouleau imprimeur suffit pour fabriquer une cellule solaire photovoltaïque. C'est ce que démontrent Brian Korgel et son équipe, à l'université du Texas. Le résultat est un coût de fabrication dix fois moins élevé que le procédé traditionnel qui impose un dépôt de vapeur sous vide. Mieux, cette sorte d'encre, déposée en une couche très fine (une dizaine de nanomètres), est en partie transparente et on peut déjà imaginer, avance Brian Korgel, des vitres teintées qui produiraient du courant électrique.

Le matériau lui-même est connu : c'est le CIGS, pour cuivre indium gallium sélénium. Ce semi-conducteur s'utilise déjà pour fabriquer des cellules photovoltaïques. Il s'applique en une couche mince, déposée sous vide, et formant une structure polycristalline. Le rendement n'est pas excellent mais le coût de fabrication est plus bas que celui des classiques cellules au silicium. De plus, la quantité de matière déposée est nettement plus faible.