PAESI

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Contenu mis à jour le 20/11/2020

Sécuriser l’alimentation électrique des zones isolées

Origines du projet

Ce projet innovant combine une production d’électricité bois-énergie avec un dispositif de pilotage des réseaux électriques isolés. Il répond à la fois aux enjeux de développement d’une filière bois-énergie en Corse, et à la problématique des villages isolés de montagne. PAESI est mis en œuvre dans le village de Cozzano en Castagniccia, une région naturelle sans façade maritime située au nord-est de l'île de Corse.

En langue corse, le mot PAESI évoque la ruralité, le pays, la campagne, le village. En ce qui concerne le projet PAESI, l’acronyme signifie également : « Production et Alimentation en Électricité d’un Système Îsolé ». 

Les évènements neigeux ont été récurrents en Haute-Corse pendant les hivers des années 2009 à 2012. En Castagniccia (territoire au relief très accidenté, avec beaucoup de massifs forestiers et de très longues por-tées de lignes pour un habitat assez peu dense), de nombreux villages se sont retrouvés sans électricité pendant plusieurs jours, les moyens humains et matériels disponibles pour les réparations ne pouvant pas être acheminés parce que les routes étaient bloquées par la neige.

Le projet PAESI est ainsi né de la volonté commune d’EDF SEI et de la Collectivité territoriale de Corse de trouver des solutions innovantes pour parer à ce type de situation. Le projet a pour objectif de tester le recours au microgrid en cas d’aléa climatique pour améliorer la continuité de fourniture de villages isolés en Haute-Corse.

Le microgrid PAESI teste à la fois le recours à une source de production d’électricité renouvelable et le développement d’un système intelligent permettant d’assurer de façon occasionnelle l’équilibre offre/demande à l’échelle du microgrid.

Les composantes du projet

Un moyen de production d’électricité de petite puissance et garantie de type gazéification du bois

Le démonstrateur s’appuie sur un moyen de production d’électricité renouvelable innovant : une unité de gazéification du bois qui fonctionne comme une cogénération avec combustion partielle de biomasse sous forme de plaquettes forestières. Le recours au solaire photovoltaïque ou à l’éolien a été écarté, car les ressources ne sont pas disponibles en cas d’aléa climatique. Elle représente 90 kW de puissance installée, pour alimenter 60 points de livraison et produit 600 MWh électriques par an pour un temps de fonctionne-ment d’un moyen de production en base avec un rendement électrique assez performant sur une telle puissance : 24 % pour environ 1000 tonnes par an de plaquettes forestières.

Une instrumentation du micro-réseau lui permettant de fonctionner en mode « iloté »

Le démonstrateur s’appuie sur un moyen de production d’électricité renouvelable innovant : une unité de gazéification du bois qui fonctionne comme une cogénération avec combustion partielle de biomasse sous forme de plaquettes forestières (pas de recours au solaire photovoltaïque ni à l’éolien, car les ressources ne sont pas disponibles en cas d’aléa climatique). Elle représente 90 kW de puissance installée, pour alimenter 60 points de livraison et produit 600 MWh électriques par an pour un temps de fonctionnement d’un moyen de production en base avec un rendement électrique assez performant sur une telle puissance : 24 % pour environ 1000 tonnes par an de plaquettes forestières.

Un microgrid capable de s’iloter (Source : EDF SEI)

Les modes de fonctionnement envisagés

En conditions normales, le village est alimenté par le réseau public de distribution et la production de l’unité de cogénération est injectée sur le réseau.

Fonctionnement normal (Source : EDF SEI)

En prévision d’un aléa climatique, un ordre d’îlotage est envoyé par le gestionnaire de réseau qui permet de séparer les postes de distribution du village du reste du réseau public et d’alimenter directement le village grâce à la centrale de production. Ici, c’est l’équilibre offre/demande en temps réel qui est recherché.

Fonctionnement en cas d’aléa climatique (Source : EDF SEI)
Fonctionnement en mode iloté (Source : EDF SEI)

En mode iloté, la production est injectée en totalité sur le réseau du village qui est uniquement alimenté par la centrale de production. 

4 défis techniques propres aux microgrids ont été identifiés dans le cadre des études préalables menées durant le projet :

  • garantir l’équilibre entre la production et la consommation sur une petite zone ;
  • adapter le plan de protection en fonction du mode de fonctionnement, essentiel pour garantir la sécurité des biens et des personnes ;
  • gérer les automatismes, avec un système de contrôle-commande ;
  • gérer les phases de découplage/recouplage du microgrid avec le réseau public de distribution.

Plus la taille du microgrid alimenté en électricité est faible, plus l’équilibre entre la production et la consommation peut être délicat à assurer du fait d’un foisonnement plus réduit des usages. L’équilibre est déterminé en fonction de l’évolution de la consommation au fil des saisons, des possibilités de pilotage de ces consommations et des caractéristiques des moyens de production.

Dans le cadre du projet PAESI, le moyen de production délivre une puissance constante (production dite « en ruban ») qui ne peut pas être modulée. Comme la puissance consommée par le village évolue au fil de la journée, il faut dissiper le surplus d’énergie produite pour préserver l’équilibre du microgrid pendant les épisodes neigeux. Ces contraintes d’équilibre production/consommation peuvent également être résolues par des équipements de stockage.

Dans le cadre du projet PAESI, le moyen de production utilise une machine asynchrone qu’il est très difficile de faire fonctionner sur un réseau îloté. Il faut notamment ajouter des condensateurs à cette installation de production pour lui fournir de la puissance réactive.

Lors de la mise en place d’une installation de production centralisée dans un système électrique isolé, il est nécessaire d’effectuer un travail de sensibilisation à l’efficacité énergétique et aux économies d’énergie pour éviter que le volume de consommation n’augmente très fortement.

Pour en savoir plus

Site du projet Smart Paesi

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