André Hänel évoque les défis posés par les gros véhicules électriques en matière de recharge et nous dit pourquoi il est judicieux d’intégrer cette installation dans une installation KNX plus vaste.
L’utilisation des véhicules électriques à batterie (VEB) est en augmentation constante. En Allemagne, par exemple, le nombre de VEB nouvellement immatriculés pour le premier semestre 2023 a dépassé les 220 000 unités. La plupart sont utilisés comme véhicules privés, car le nombre de transporteurs et de camions reste négligeable en raison des limitations générales de l’autonomie, du temps nécessaire pour recharger le véhicule et de la disponibilité de bornes de recharge sur les autoroutes. Cela s’applique particulièrement aux camions. Outre les problèmes de coût et de disponibilité, l’absence d’un réseau de recharge étendu et les exigences de recharge à haute puissance sont des facteurs très limitants pour les camions électriques qui doivent parcourir de longues distances.
Avec l’utilisation d’une interface comme l’ise Smart Connect KNX e-charge II et d’un compteur intelligent, la gestion dynamique de la charge permet de prendre en compte les appareils fortement consommateurs d’énergie tout en évitant les pics de charge. La priorisation d’une borne de recharge offre des avantages supplémentaires pour un large éventail de cas d’utilisation (source de l’image : ise GmbH).
Bornes de recharge
Une borne de recharge fournit soit du courant continu (c’est le cas généralement des réseaux de recharge rapide sur les autoroutes), soit du courant alternatif, mais comme la batterie d’un VEB ne peut être chargée qu’avec un courant continu, le courant alternatif doit être converti en courant continu. Pour cela, un VEB contient un convertisseur AC/DC intégré qui, dans le cas des véhicules privés, prend généralement en charge des plages de puissance comprises entre 2,3 et 22 kW.
Les facteurs limitants à prendre en compte incluent la capacité des fusibles de la propriété ou la capacité du transformateur de moyenne tension d’alimentation (c’est-à-dire le niveau de réseau 6). Dans les zones résidentielles, une puissance de recharge maximale requise par client (par exemple 11 kW) peut mettre à rude épreuve l’approvisionnement en énergie si les périodes de recharge individuelles de plusieurs clients se chevauchent dans le temps. Cela est particulièrement vrai s’il y a plus d’une borne de recharge par point de connexion au réseau du bâtiment, comme c’est le cas dans un environnement professionnel qui compte plusieurs bornes de recharge utilisées par les employés. Par conséquent, chaque demande de puissance de recharge (maximale) par employé doit être adaptée à la puissance réelle disponible du bâtiment et à l’heure probable à laquelle l’employé souhaite partir, tout en tenant également compte d’une éventuelle disponibilité d’électricité temporairement réduite sur instruction du fournisseur de réseau (c’est-à-dire d’une limitation de puissance).
Utiliser KNX pour gérer le processus de recharge
Afin d’assurer la gestion du processus de recharge, KNX propose les solutions suivantes :
1) Des solutions simples connectent la borne de recharge via une interface spécifique (Modbus TCP/RTU). En fonction du fournisseur de la borne de recharge, tous les paramètres de protocole et de données associés doivent être configurés par l’installateur. Dans ce cas, la logique de contrôle réelle du processus de recharge doit être réalisée par une entité externe telle qu’une application de gestion de l’énergie dans le cadre de l’installation KNX.
2) Des solutions plus professionnelles utilisent des interfaces avec des profils préconfigurés des bornes de recharge de plusieurs fournisseurs, chacun encapsulant toutes les données de configuration requises. Avec de telles interfaces, le nombre de profils et de fournisseurs pris en charge est régulièrement mis à jour, et une logique de contrôle locale est également incluse pour décharger des tâches spécifiques de l’application globale de gestion de l’énergie.
Plusieurs options existent avec différents produits de divers fournisseurs, dans lesquelles la logique d’interface est directement intégrée dans le cadre d’un système de gestion de l’énergie ou d’une visualisation. Dans l’un ou l’autre des cas ci-dessus, la fonction souhaitée par le client est configurée par l’installateur KNX à l’aide du logiciel ETS. Comme cela est caractéristique du système KNX, chaque fonction d’une installation est exposée avec des points de données dédiés et standardisés, fournis par les appareils. Cela est également vrai dans le cas d’une configuration de contrôle de recharge de VEB, où les points de données disponibles concerneraient, par exemple, la tension, le courant ou la puissance.
Comme toutes les données pertinentes pour la recharge sont présentes dans KNX au moment de l’exécution, des fonctions périphériques à la recharge sont également possibles, comme le contrôle d’accès aux points de recharge, la surveillance de l’énergie ou le comptage.
La gestion de l’énergie basée sur KNX peut également automatiser le moment optimal pour la recharge en tenant compte des différents tarifs énergétiques, de l’énergie autoproduite et des demandes et horaires des autres appareils consommateurs d’électricité de la maison.
Résumé
Les avantages d’inclure la recharge des véhicules dans une installation KNX sont nombreux. Le plus évident est qu’elle peut être liée à un large éventail d’autres fonctions de contrôle du bâtiment KNX, de sorte que de nombreux facteurs peuvent être pris en compte, ce qui aboutit à un système complet de contrôle du bâtiment et de gestion de l’énergie. De plus, l’ensemble de l’installation peut être conçu par l’installateur KNX à l’aide d’ETS, permettant ainsi d’obtenir une conception globale du système, une documentation et un soutien client à partir d’une seule source.
Le contrôle de la recharge n’est qu’un aspect d’une stratégie plus large de gestion de l’énergie KNX qui implique une intégration plus étroite des principaux producteurs d’énergie électrique tels que le photovoltaïque (onduleurs), les batteries électriques ou les pompes à chaleur. Tous ces éléments peuvent utiliser une interface commune et être contrôlés intelligemment afin d’optimiser la consommation d’énergie et réduire notre empreinte carbone.
André Hänel est responsable du département Systèmes et Outils de l’association KNX.
