▲Chroma ATE a récemment organisé un séminaire intitulé "Maîtriser les technologies de tests des VE/stockage d'énergie : Aller vers la durabilité énergétique", pour discuter de cette question sous plusieurs angles, à savoir les tendances de l'industrie, les technologies de test et de mesure et la durabilité énergétique.

Avec l'ESG en pleine vigueur, les gouvernements et les entreprises cherchent à augmenter leur utilisation d'énergie verte pour atteindre des émissions de carbone nettes et nulles. Outre le développement de meilleures pratiques en matière de production d'énergie renouvelable, le stockage est également crucial. Cela a donné lieu à des discussions sur les possibilités de développement pour la vérification et le test des systèmes de stockage d'énergie (ESS). À cet égard, Chroma ATE a récemment organisé un séminaire intitulé « Maîtriser les technologies de tests des VE/stockage d'énergie : Aller vers la durabilité énergétique », pour discuter de cette question sous plusieurs angles, à savoir les tendances de l'industrie, les technologies de test et de mesure et la durabilité énergétique.

Les systèmes de stockage d'énergie et le réseau d'énergie renouvelable : une interdépendance et une importance indéniables

Chroma ATE a tout particulièrement invité Joe Lin, directeur général d'AnTek Certification Inc. (ATC), à partager ses réflexions sur le thème des « normes et tendances des systèmes de stockage d'énergie ». Lin a cité des données de recherche indiquant que le marché taïwanais du stockage de l'énergie allait dépasser 20 milliards de dollars taïwanais en 2023 et 250 milliards de dollars taïwanais d'ici 2030, ce qui montre les incroyables opportunités commerciales de ce marché. Lin a également cité en exemple ce qui s'est passé en Australie en 2016, où des tornades ont provoqué d'importantes pannes d'électricité, privant des milliers de foyers d'électricité. Grâce à la mise en place rapide de l'ESS en 2017, l'Australie a pu éviter les pannes qui ont suivi. Il est facile de voir comment l'existence de l'ESS contribue à la résilience du réseau d'énergie renouvelable. Et pour pousser le concept plus loin, nous voyons comment il peut remplir d'autres fonctions pour le réseau, telles que la régulation de la fréquence, le déplacement de la charge de pointe ou la gestion des déséquilibres d'alimentation et de demande à court terme.

Jason Lin, directeur adjoint des produits chez Chroma ATE, a renforcé les remarques de Joe Lin en analysant plus en détail la composition des systèmes de stockage d'énergie. En général, ces systèmes peuvent être divisés en trois sous-systèmes : le contrôleur (boîtier de commande), le contrôleur de rack (BMS en chaîne) et le module de batterie (y compris le BMS de module). Chroma ATE a également observé que, bien que les systèmes de stockage d'énergie ont une tendance de croissance assez nette, les systèmes de gestion de batterie (BMS) pour le stockage de l'énergie ne sont pas aussi bons que ceux pour les véhicules électriques (EV). Les fabricants de VE se sont avérés très dominants dans ce segment. Pourtant, il n'y a actuellement aucun leader évident dans les produits BMS pour le stockage de l'énergie, et la concurrence est intense.

À mesure que la tension des BMS de stockage d'énergie se rapproche de 1500 V, des ajustements doivent être effectués pour répondre aux normes de vérification

Les systèmes de stockage d'énergie actuels fonctionnent principalement à 1000 V, mais depuis quelques dernières années, le marché a vu la limite de tension changer à 1500 V. Cette augmentation de la tension a permis d'accroître la densité de puissance globale dans le même conteneur de 40 pieds jusqu'à 35 %, ce qui a entraîné une réduction des coûts du système et même un meilleur contrôle des coûts fonciers. Jason Lin fait remarquer que lors de la récente China International Battery Fair (CIBF), de nombreux opérateurs du secteur ont dépassé les 1000 V.

S'il est vrai qu'un système de stockage d'énergie de 1500 V permet de contrôler efficacement les coûts globaux, il a également ses propres défis. L'un d'entre eux est que la conception de l'isolation du système de batterie doit être améliorée pour résister aux environnements d'utilisation difficiles. Avec l'augmentation du nombre de cellules de batterie dans le système de 1500 V, qui atteint désormais plus de 400 par rapport à 300 auparavant, le maintien de la cohérence des cellules est d'autant plus crucial. En outre, la plupart des systèmes sur le marché étaient basés sur 1000 V, donc l'expérience de la plupart des opérateurs est également limitée à 1000 V. Après la mise à niveau des systèmes à 1500 V, l'ensemble du système BMS et du système de contrôle doit être réajusté et une nouvelle expérience opérationnelle doit être obtenue. Ce n'est que lorsque le système de 1500 V sera plus sûr qu'il pourra contribuer au développement durable de l'industrie du stockage de l'énergie. Selon l'analyse de Jason Lin, dès 2020, la version révisée de IEC 63056 avait déjà spécifié les exigences de sécurité et les tests pour les piles et batteries secondaires au lithium utilisées dans le stockage de l'énergie avec une tension continue maximale de 1500 V. Ces spécifications donnent à l'industrie une orientation de base à suivre. En outre, pour les piles et batteries secondaires au lithium utilisées dans les applications industrielles, la norme IEC 62619 traite les exigences de sécurité, et la norme IEC 62620 spécifie une série de tests de performance et de durabilité. Parmi les autres spécifications, citons UL 9540 et UL 1973, qui prévoient des tests pour une série d'éléments, comme les conditions environnementales et physiques.

Les technologies PCS et AFC sont essentielles et leurs spécifications de tests ne doivent pas être négligées

Evan Tsai, directeur de produit de Chroma ATE, a présenté une classification détaillée des systèmes de stockage d'énergie disponibles sur le marché. Un exemple est ESS utilisé dans les camping-cars, qui a une puissance d'environ 2 kW ou moins et fonctionne à des tensions inférieures à 100 V. En général, les systèmes résidentiels ont une puissance inférieure à 30 kW, avec une plage de tension comprise entre 300 et 800 V. Dans l'industrie et le commerce, la puissance est inférieure à 500 kW et la tension est de 1000 V. Les systèmes de 1500 V décrits précédemment constituent le niveau utilisé dans le réseau électrique. Tsai a également mis en avant de nombreuses solutions de Chroma ATE, telles que l'alimentation CC bidirectionnelle de la série 62000D, capable de fournir une tension de sortie maximale de 1800 V avec des puissances nominales de jusqu'à 540 kW. Elle est également compatible avec les normes de tests automobiles LV 148 et LV 123.

En outre, lorsqu'on parle de stockage de l'énergie, on mentionne inévitablement les systèmes d'onduleurs ou ce que l'on appelle les systèmes de conversion de l'énergie (PCS). Tsai indique que les éléments de tests pertinents peuvent être divisés en trois catégories : performances sur le réseau, caractéristiques d'entrée et de sortie, et caractéristiques de protection, soit 23 éléments de tests au total. Chroma ATE propose un guide de test complet à titre de référence pour l'industrie et fournit les équipements dont les clients ont besoin pour les tests.

Jason Lin a ajouté que le contrôle automatique de la fréquence (AFC) est un problème souvent rencontré sur le marché taïwanais du stockage de l'énergie. AFC exploite les avantages de la recharge et de la décharge rapides des systèmes de stockage d'énergie, ce qui permet au système de stockage d'énergie d'ajuster activement la recharge et la décharge en fonction des fluctuations de la charge du système électrique. Cela permet de maintenir une fréquence stable dans le réseau électrique et convient aux réseaux électriques qui utilisent une grande proportion d'énergie renouvelable. Lin a toutefois souligné que la clé de la performance de cette technologie en termes de mesure de la performance du service (SPM) et de mesure de la performance moyenne du service (ASPM) est toujours déterminée par la performance de la batterie. Pour ce faire, une série d'éléments et d'équipements de tests est disponible.

Dans l'ensemble, sous l'impulsion des énergies renouvelables et d'ESG, les marchés des systèmes de réseaux électriques et des systèmes ESS de faible puissance connaissent un développement marqué. Cela a créé une demande croissante de mesures et de vérifications, tout en exigeant un équilibre entre la sécurité et les performances. Des spécifications sont déjà en place et disponibles pour l'industrie. Les équipements de tests et de mesures jouant un rôle indispensable dans tout cela, Chroma ATE sera chez lui au premier plan de ce marché.

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