Lancement du premier système de microréseaux au Japon, avec un total de 117 foyers

Au lendemain du séisme qui a frappé le Grand Est du Japon, une demande a émergé en faveur de l’introduction de systèmes énergétiques distribués qui soient hautement résistants aux catastrophes naturelles.

Le séisme a fait apparaître la vulnérabilité de ces systèmes énergétiques centralisés face à ces catastrophes. Dans le même temps, il est également devenu nécessaire de compenser de manière flexible l’approvisionnement instable en énergie électrique via l’expansion considérable de l’utilisation des énergies renouvelables. En outre, il est nécessaire d’abandonner une utilisation plus large de l’énergie solaire via le programme de tarif de rachat garanti (TRG), pour adopter l’utilisation étendue de sources d’énergie solaire via l’utilisation efficace de la production énergétique locale en faveur de la consommation locale.

PanaHome, ENERES, IBJ Leasing et l’Agence des entreprises publiques du gouvernement préfectoral de Hyogo prévoient de lancer le développement urbain d’un système de microréseaux (système de gestion de la distribution énergétique régionale) (*1) à partir du mois d’octobre 2017.

Le système de microréseaux alimentera au total 117 foyers dans la zone D4 de la ville intelligente de Shioashiya Solar-Shima, qui est actuellement conçue et développée par PanaHome dans la ville d’Ashiya, située dans la préfecture de Hyogo. Le 9 août 2017, le projet a été sélectionné dans le cadre du programme de subventions du ministère de l’Économie, du commerce et de l’industrie, visant à promouvoir la production énergétique locale pour une consommation locale, en tirant parti des caractéristiques régionales.

Le concept du projet se définit comme une « ville interconnectée par l’énergie, et visant à être habitée ».

PanaHome a procédé à l’acquisition de terrains qui ont été développés par l’Agence des entreprises publiques. Panasonic Corporation et la ville d’Ashiya coopèrent également dans le cadre du développement de ce projet.

Parmi les éléments du projet figure l’établissement du premier (*2) système de microréseaux au Japon. L’énergie solaire sera utilisée afin d’alimenter 80 % voire plus (*3) de l’ensemble du quartier résidentiel. Ceci sera rendu possible grâce à l’exploitation des lignes de distribution électrique privées (*4) en direction du quartier résidentiel, ainsi qu’au partage d’électricité entre les foyers. Même lorsque le quartier devient déconnecté du réseau électrique traditionnel pendant les situations d’urgence, les lignes de distribution électrique privées peuvent continuer de fournir de l’électricité via des circuits spécifiques. Les lignes de distribution électrique privées permettent de recevoir de l’électricité, et établissent de manière flexible les tarifs de l’électricité. Par conséquent, ceci offre un certain nombre d’avantages pour les propriétaires, tels qu’une réduction de 20 % sur leur facture d’électricité. Un autre objectif clé consiste à contribuer à l’environnement, principalement en maximisant l’utilisation des énergies renouvelables afin de réduire les émissions de CO2. À l’avenir, ce projet contribuera à apporter des solutions en matière de partage de l’énergie électrique entre les bâtiments, de prévention des pannes de courant dans les zones étrangères où les réseaux électriques sont faibles, et à présenter ces solutions à l’étranger.

Depuis 1998, la préfecture de Hyogo et la ville d’Ashiya développent la zone Shioashiya, qui se situe dans le quartier de Minami Ashiya-hama, selon un concept de développement urbain qui connecte les individus. Depuis 2012, PanaHome s’est lancée dans le développement de la ville intelligente de Shioashiya Solar-Shima, qui compte d’environ 400 maisons individuelles et 3 immeubles d’habitation en copropriété (pour un total de 83 appartements). Les bâtiments hautement écoénergétiques de la société, ainsi que son développement urbain à grande échelle qui maximise l’utilisation des énergies renouvelables, ont permis à la société de recevoir un concert d’éloges, même à l’étranger. La société a récemment remporté une Médaille d’or dans la catégorie « Bâtiments intelligents » dans le cadre des 3e Best Practice Awards ESCI (*5) de l’APEC (Coopération économique pour l’Asie-Pacifique).


Aperçu du système de microréseaux et du plan d’approvisionnement spécifié (*6)

Un générateur d’énergie solaire (4,6 kW), une cellule de stockage (11,2 kWh), ainsi qu’un SGED (système de gestion énergétique domestique) (*7) ont été installés dans chacun des foyers concernés par ce projet. Au sein du quartier résidentiel, la cellule de stockage de chaque foyer est connectée par des lignes de distribution électrique privées. L’unité de contrôle de la cellule de stockage permet d’inverser le flux électrique, et de partager mutuellement l’électricité entre les foyers. Il s’agit du premier système de microréseaux (système de distribution énergétique régional) de ce type au Japon.

Plan d’approvisionnement spécifié recourant aux lignes de distribution électrique privées

L’association de gestion se compose des propriétaires des 117 maisons réparties dans le quartier résidentiel. L’association de gestion externalise la gestion du contrôle des cellules de stockage énergétique auprès d’ENERES, société possédant une expertise dans ce domaine. Grâce à un plan d’approvisionnement spécifié et visant à contrôler l’approvisionnement électrique à partir des cellules de stockage jusqu’aux membres de l’association (résidents), il sera possible d’exploiter un SGE (Système de gestion énergétique) (*8) et de fournir une couverture en électricité à l’ensemble du quartier, en utilisant les solutions environnementales d’IBJ Leasing, qui découlent de son savoir-faire financier, afin d’introduire des lignes de distribution électrique privées.

– Adresse des bureaux : Ville intelligente Shioashiya Zone D4
– Site : Suzukaze-cho, Ashiya, Hyogo, Japon
– Couverture : Ville intelligente Shioashiya Zone D4
– Principale énergie renouvelable : Près de 32 007,92 m2
– Énergie partagée : Électricité
– Début des opérations : Octobre 2018

Caractéristiques du système de microréseaux

1. Faibles tarifs d’électricité et libre contrôle de l’électricité grâce à l’utilisation de lignes de distribution électrique privées

L’utilisation de lignes de distribution électrique privées permet de contrôler librement la réception d’électricité ainsi que les cellules de stockage dans le quartier résidentiel, ainsi que d’établir de manière flexible les tarifs de l’électricité. En outre, il sera possible de réduire les tarifs de l’électricité de 20 %, en améliorant les taux d’autonomie en énergies renouvelables grâce au partage d’électricité entre les foyers.

2. Égalisation de l’équilibre entre l’offre et la demande en électricité dans le quartier, grâce au contrôle régional des cellules de stockage

Le pic de demande en électricité sera contrôlé dans le quartier, grâce au contrôle régional des cellules de stockage connectées par les lignes de distribution électrique privées. En concluant des contrats pour la réception d’électricité auprès de nouvelles sociétés d’électricité (ci-après désignées PFE (Producteurs et fournisseurs d’électricité) (*9)), lorsqu’il est prévu que la zone excède son approvisionnement électrique contracté, le système ordonne un déblocage d’électricité afin d’égaliser la fourniture d’électricité.

3. Fourniture d’électricité en continu même en cas de suspension du réseau principal (circuit désigné)

Au cours d’une utilisation normale d’énergie, l’ensemble du quartier maximisera l’utilisation de l’énergie solaire. En cas de pénurie d’électricité, des énergies renouvelables seront fournies sur le réseau du PFE (Source électrique TRG (*10)) afin de maintenir un approvisionnement stable en électricité. En cas d’urgence au cours de laquelle le réseau électrique principal est interrompu, il est possible de continuer à fournir de l’électricité aux maisons du quartier, en fournissant de l’électricité vers les circuits désignés (réfrigérateurs, éclairages, chargeurs de téléphones portables, etc.) à partir du stockage électrique situé dans les cellules de stockage, ou de l’énergie solaire générée au sein du quartier.

Aperçu de l’électricité partagée au sein des foyers du quartier

Dans le cadre de ce projet, tous les foyers sont équipés de générateurs d’énergie solaire, de cellules de stockage, et de SGED. Les cellules de stockage installées dans chaque foyer sont connectées pour former un réseau. L’électricité stockée dans les cellules de stockage (11,2 kWh) peut être partagée par les 117 maisons du quartier. C’est comme s’il existait une cellule de stockage géante de 1,3 MWh d’électricité. Les foyers possédant un excédent d’électricité peuvent le partager avec ceux qui enregistrent une pénurie d’électricité. Ceci permet de réduire la nécessité d’acheter de l’énergie auprès de sources externes, et de maximiser l’utilisation de l’énergie solaire produite au sein du quartier.

Avantages attendus

1. Taux d’autonomie de 80 % ou plus, grâce à la production locale et à la consommation locale d’énergie solaire (avantage environnemental)

2. Réduction de 20 % des tarifs d’électricité grâce à la réception d’électricité et au contrôle des cellules de stockage (avantage économique)

3. Utilisation à 100 % des énergies renouvelables (énergie solaire produite dans le quartier et source TRG en dehors du quartier résidentiel) (avantage environnemental)

4. Possibilité de fournir de l’électricité même en cas d’interruption d’électricité issue du réseau principal (circuits désignés) (gestion des catastrophes)

5. Égalisation de la fourniture d’électricité au sein du quartier (avantage social)

[Déploiement hybride d’un test de faisabilité d’une CV (Centrale virtuelle) (*11) à microréseaux]

Parallèlement au déploiement d’un microréseau, un test de faisabilité sera mené autour de l’unité de contrôle CV. Lorsque les instructions, y compris les ordres de réponse à la demande (*12) issus des agrégateurs de ressources (*13), proviennent d’en haut, l’objectif consiste à contrôler les flux entrants et sortants d’électricité issus des cellules de stockage de chaque foyer, afin d’augmenter ou de diminuer la consommation d’électricité dans le quartier, comme si toutes les fonctions appartenaient à un seul groupe électrogène.


Notes :
*1. Un réseau électrique à petite échelle. Une petite installation de groupes électrogènes, notamment de groupes électrogènes solaires, est établie dans une zone afin de compléter la demande en électricité, en utilisant un modèle de production et de consommation locales.
*2. Il s'agit du premier objectif du Japon consistant à partager mutuellement l'électricité de 117 foyers, en exploitant des lignes de distribution privées dans le quartier résidentiel.
*3. (Quantité d'énergie solaire consommée à titre privé + quantité d'excédent d'électricité partagé) ÷ total de la consommation électrique (Base annuelle ; selon une simulation effectuée par PanaHome)
*4. Lignes de distribution électrique installées à titre privé afin de fournir de l'électricité sans recourir aux sociétés générales de distribution électrique.
*5. Initiative des communautés économes en énergie (Energy Smart Communities Initiative, ESCI) : Réseau lancé en 2010 à l'occasion du congrès de l'APEC à Yokohama. Les pays et régions membres de l'APEC collaborent dans le cadre de projets relatifs à cinq domaines - bâtiments intelligents, réseaux intelligents, ville modèle à faible empreinte carbone, emplois et consommateurs intelligents, et transports intelligents - grâce à l'introduction de nouvelles technologies.
*6. Article 17 de la loi commerciale sur l'électricité (approvisionnement spécifié) : Système selon lequel un fournisseur d'électricité répondant à certains critères obtient une licence pour chaque site sur lequel il prévoit de fournir de l'électricité, et des alimentations électriques en faveur de cette cible spécifique.
*7. Système de gestion énergétique domestique (SGED) : L'utilisation énergétique est non seulement rendue transparente, mais le système contrôle également de manière optimale l'utilisation électrique des produits électroniques grand public et des équipements électriques installés dans le foyer.
*8. Système de gestion énergétique (SGE) : Surveille et contrôle l'énergie via un réseau, en rendant notamment transparente la consommation énergétique, y compris la consommation électrique, et gère de manière optimale les installations.
*9. Fournisseur et producteur d'électricité (FPE) : Produits électriques à échelle désignée, généralement désignés nouveaux fournisseurs d'électricité. Une société ayant obtenu une licence et qui a récemment intégré le secteur de l'électricité.
*10. Électricité recourant à une source à tarif de rachat garanti (TRG) (système selon lequel le prix d'achat des énergies renouvelables est décidé par la loi).
*11. Réponse de centrale virtuelle (CV) : Réseau ou système qui contrôle de manière centralisée plusieurs petites centrales solaires ou autres groupes électrogènes comme s'il s'agissait d'un grand groupe électrogène.
*12. Un agrégateur de ressources collecte les ressources énergétiques auprès des consommateurs pour les producteurs énergétiques (sociétés de transmission et de distribution d'électricité, sociétés de vente d'électricité au détail, et producteurs d'électricité à partir d'énergies renouvelables).
*13. Réponse à la demande : Transforme les schémas de consommation d'électricité en limitant l'utilisation d'électricité des consommateurs grâce à des incitations, ou en établissant des tarifs plus élevés aux heures où les prix du marché s'envolent, ou lorsque la fiabilité du réseau est faible, comme cela peut être le cas lorsque l'offre et la demande en électricité sont à court de ressources. 
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