Choisir la mobilité électrique pour ses déplacements, puis utiliser la batterie de sa voiture pour alimenter en électricité sa maison: cela s’appelle la recharge bidirectionnelle. Découvre comment cela fonctionne, comment l’installer et quels modèles de voitures sont adaptés à cette utilisation.
La recharge bidirectionnelle pourrait contribuer à rentabiliser une installation électrique solaire, stocker de l’électricité achetée à bas prix ou même soutenir le système électrique suisse dans son ensemble en agissant sur les pics de consommation électrique. Comment réinjecter l’électricité stockée dans une voiture pour l’utiliser? Quels sont vraiment les avantages de ce qu’on appelle en anglais les ‘vehicle to home’? Dans cet article, tu apprends comment fonctionne la recharge bidirectionnelle, comment l’utiliser et quelles voitures électriques supportent cet usage.
Qu'est-ce que la recharge bidirectionnelle
« Charge bidirectionnelle » signifie que l’énergie électrique peut circuler dans deux sens: depuis le réseau électrique vers la batterie de la voiture et depuis la batterie vers le réseau électrique. La charge bidirectionnelle permet d’utiliser, via le réseau électrique, l’électricité stockée dans la batterie d’une voiture électrique. Pour cela, une borne de recharge et une voiture électrique équipées d’un dispositif bidirectionnel sont nécessaires.
Supposons une journée ensoleillée durant laquelle l’installation photovoltaïque produit plus d’énergie que nécessaire. Ce surplus d’énergie peut être stocké dans la batterie de la voiture puis réinjecté dans le réseau domestique ou public lorsque le solaire produit moins ou pas suffisamment d’électricité par rapport aux besoins du ménage.
Bon à savoir: Les batteries usagées des voitures électriques peuvent trouver une deuxième vie pour stocker de l’électricité pour un usage domestique, contribuer à la stabilisation du réseau électrique ou servir d’alimentation de secours pour des appareils médicaux ou des systèmes de sécurité explique Daniel Christen, directeur de la Fondation Auto Recycling Suisse au sujet de la réutilisation des batteries.
Un onduleur est nécessaire pour réinjecter l’électricité stockée dans la batterie
Le réseau domestique utilise du courant alternatif (AC) alors que les voitures électriques roulent en courant continu (DC). Lorsque tu recharges ta voiture, un convertisseur transforme le courant alternatif du réseau en courant continu. Pour injecter l’électricité stockée dans la batterie vers le réseau électrique, le processus inverse est nécessaire: un onduleur transforme le courant continu en courant alternatif.
Utilisations variées de la recharge bidirectionnelle
Pour réinjecter l’électricité stockée dans la batterie d’une voiture électrique, il existe différentes possibilités. On les appelle V2X (Vehicle-to-Everything), V2H (Vehicle-to-Home), V2L (Vehicle-to-Load), V2G (Vehicle-to-Grid) et V2B (Vehicle-to-Building).
Une application accessible sur la borne de recharge bidirectionnelle ou sur mobile, contrôle la quantité d’électricité que la batterie de la voiture électrique injecte dans le réseau. Par exemple, tu peux définir que la batterie ne doit jamais descendre en dessous d’un certain niveau de charge, afin qu’il y ait toujours la charge nécessaire pour des déplacements.
Pour réinjecter l’électricité d’une voiture électrique, il existe différentes possibilités. On les appelle V2X (Vehicle-to-Everything), V2H (Vehicle-to-Home), V2L (Vehicle-to-Load), V2G (Vehicle-to-Grid) et V2B (Vehicle-to-Building).
Qu’est-ce que le V2H ou Vehicle-to-Home?
Dans le cas du V2H (Vehicle-to-Home), la voiture électrique fonctionne comme lieu de stockage d’électricité pour alimenter un domicile. Il suffit de brancher la voiture sur une borne de recharge permettant d’injecter l’électricité dans le réseau domestique.
Cette solution se révèle financièrement intéressante pour les propriétaires d’une maison avec une installation solaire. Le surplus d’électricité produit par l’installation solaire stocké dans la batterie de la voiture peut être utilisé lors de pics de consommation quand l’électricité est la plus chère. Le ménage devient moins dépendant du réseau électrique local.
La consommation électrique d’un ménage de 4 personnes:
Un ménage de 4 personnes dans une maison individuelle a besoin d’environ 5 200 kWh par an. Or, les plus grandes batteries de voiture actuellement disponibles stockent environ 100 kWh. Une batterie de voiture stocke donc à peu près la quantité d’électricité nécessaire à famille de quatre personnes pour une semaine.
Qu’est-ce que le V2L ou Vehicle-to-Load?
Le V2L, Vehicle-to-Load, permet d’alimenter des appareils externes tels qu’un ordinateur portable ou une batterie de vélo électrique au lieu des les charger via une prise de courant classique de 3,6 kW. Grâce à un adaptateur, il est possible de brancher des appareils électriques directement sur la voiture électrique. Pour les fans de camping, cette solution permet d’alimenter en électricité des équipements de camping-car, une machine à café, un climatiseur portable, etc.
Qu’est-ce que le V2G ou Vehicle-to-Grid?
Avec la solution V2G, Vehicle-to-Grid, la recharge est injectée de manière ciblée dans le réseau électrique. Lorsque la production d’énergie solaire ou éolienne est insuffisante, il serait possible de recourir aux batteries de voitures. Cette solution contribuerait à stabiliser le réseau électrique.
L’énergie de la voiture électrique est stockée sous forme de courant continu (DC) alors que le réseau électrique a besoin de courant alternatif (AC). Par conséquent, la voiture doit convertir le courant continu en courant alternatif, ou une borne de recharge se charge de la conversion. Il existe diverses possibilités de V2G. En Suisse, cette solution est en phase de développement et est actuellement peu répandue. À Y-PARC à Yverdon, une équipe teste le potentiel des synergies entre la production d’électricité photovoltaïque et la présence de véhicules électriques équipés de V2G, dans le cadre d’un projet européen nommé RegEnergy.
Condition préalable pour la recharge bidirectionnelle avec une borne de recharge
Pour profiter des avantages de la charge bidirectionnelle, vous avez besoin d’une voiture équipée de la technologie, d’une borne de recharge bidirectionnelle et de raccorder la borne au réseau électrique de votre domicile. Malheureusement, cette technologie est, aujourd’hui, coûteuse. Une borne de recharge bidirectionnelle de type V2H de 10 kW coûte dans les 18 000 francs. Une borne de recharge unidirectionnelle de type EM2GO avec AC-Charger et 22 kW coûte moins de 1 000 francs. Nous te recommandons de t’informer sur les possibilités et les coûts d’installation d’une borne de recharge bidirectionnelle pour prendre un décision optimale.
Quelles voitures électriques peuvent alimenter une maison?
Quelques voitures électriques ou hybrides permettent la recharge bidirectionnelle. Vérifie avec ton ou ta concessionnaire lorsque tu choisis ta voiture.
Les voitures électriques bidirectionnelles (compatibles V2G):
Bon à savoir: les prises CHAdeMO permettent la charge bidirectionnelle. Elles équipent la plupart des marques automobiles asiatiques.
La charge bidirectionnelle pourrait contribuer à lisser les pics de consommation
Les besoins en électricité fluctuent au cours de la journée pour atteindre des pics de consommation. Le matin, lorsque toutes les entreprises démarrent leurs chaînes de production simultanément, ou le soir, lorsque les foyers utilisent des appareils électriques à la maison. Aujourd’hui, des centrales électriques compensent les pics de consommation. Durant ces pics, l’énergie est plus chère qu’en période creuse. Or, de nombreuses voitures électriques restent, pendant des heures, inutilisées. Pourtant une voiture électrique utilisée pour soutenir l’alimentation électrique d’un ménage pourrait servir de source d’électricité alternative en période de forte consommation d’électricité.
Grâce à la charge bidirectionnelle, les voitures électriques peuvent servir de stockages d’énergie flexible. L’énergie électrique contenue dans les batteries peut soutenir l’ensemble du réseau électrique en contribuant à lisser les pics de consommation électrique. La mobilité électrique devient ainsi bénéfique pour le réseau et contribue à réduire la nécessité d’étendre le réseau.
Peak Shaving - lissage des pics de consommation
Le peak shaving désigne le lissage des pics de consommation d’électricité, ces moments durant lesquels la consommation électrique est exceptionnellement élevée. Pendant le pic de consommation, on pourrait avoir recours à une source d’électricité alternative, comme la batterie d’une voiture. Après le pic de consommation, la batterie peut être rechargée. Cette stratégie repousse le pic, le lisse et permet des économies.
Actuellement, les pics de consommation d’électricité qui dépassent la production électrique régulière sont compensés par des centrales électriques coûteuses. Vous avez peut-être remarqué, sur votre facture d’électricité, les heures dites creuses et les heures dites pleines? Plus d’informations à propos de la consommation énergétique et des pics de charges en Romandie.
Statut de la recharge bidirectionnelle en Suisse
Bien qu’il soit possible d’installer et d’exploiter des stations de recharge bidirectionnelles et des bornes de recharge bidirectionnelle, il est nécessaire de demander une autorisation de l’opérateur local du réseau de distribution. Depuis le 01.01.2022, les stations de recharge bidirectionnelles peuvent être enregistrées auprès de l’opérateur de réseau de distribution via une demande de raccordement technique (DRT).
Des normes standardisées simplifient la mise en oeuvre de la recharge bidirectionnelle
Introduite en avril 2023, la norme internationale ISO 15118-20 définit la manière dont les voitures électriques et les infrastructures de recharge communiquent pour la recharge bidirectionnelle. Cette norme détermine comment les données sur l’état de charge de la batterie et les possibilités de flux d’électricité entre le véhicule et l’infrastructure de recharge sont transmises. Ces directives claires sur la manière d’organiser l’échange d’informations facilitent l’implémentation, de la fabrication au développement des infrastructures.
Les défis techniques de la charge bidirectionnelles
Même si la recharge bidirectionnelle pourrait soutenir l’ensemble du réseau électrique, il reste quelques défis avant une implantation à large échelle:
Batterie: Les cycles de charge et de décharge plus fréquents pourraient réduire la durée de vie de la batterie, nécessitant ainsi une réparation ou un remplacement. Une solution possible est l’utilisation de systèmes de gestion intelligente des batteries. Ces systèmes peuvent contrôler précisément la charge de la batterie, minimisant ainsi l’usure.
Réseau électrique: L’injection d’énergie excédentaire dans le réseau pourrait entraîner des surcharges ou des fluctuations de tension, compromettant la stabilité du réseau électrique. Pour éviter ce scénario, il serait nécessaire de généraliser l’utilisation des technologies appelées Smart Grid. Celles-ci permettent une gestion intelligente des flux d’énergie dans l’ensemble du réseau électrique.
Législation: Le cadre juridique pour la recharge bidirectionnelle est lacunaire. En effet, les voitures électriques sont actuellement considérées uniquement comme des véhicules et non comme des dispositifs de stockage d’énergie. L’intégration des voitures électriques en tant que dispositifs de stockage d’énergie sur le marché de la mobilité nécessite une adaptation du cadre juridique.
La recharge bidirectionnelle: une immense potentiel d'utilisation
La possibilité d’utiliser les voitures électriques comme des dispositifs de stockage d’énergie peut contribuer à gérer les pics de consommation et à réduire la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles. Cela n’évitera toutefois pas totalement des difficultés saisonnières, comme une éventuelle pénurie d’électricité en hiver.
Bien que les avantages offerts par la recharge bidirectionnelle au paysage énergétique et aux propriétaires de voitures électriques soient considérables, il reste encore quelques étapes à franchir avant une implantation globale en Suisse. Exploiter pleinement le potentiel de la recharge bidirectionnelle nécessite un cadre juridique clair et le développement de l’infrastructure.
