Cela ne date pas d’hier: le système énergétique est en pleine mutation. Ces transformations en Suisse s’expliquent par les innovations techniques ainsi que par les exigences du Conseil fédéral dans le cadre de sa stratégie 2050, qui prévoit notamment la sortie du nucléaire par étapes, la promotion des énergies renouvelables et la neutralité climatique de la Suisse pour objectif. BKW le ressent particulièrement au niveau du réseau de distribution rural. Pendant plus de 120 ans, les centrales au fil de l’eau étaient majoritaires parmi les installations de production au sein du réseau de distribution BKW (en effet, la Kraftwerke Oberhasli KWO est reliée directement au réseau très haute tension de Swissgrid. La centrale nucléaire de Mühleberg, en son temps, l’était aussi). Bien de l’eau a coulé sous les ponts depuis. Aujourd’hui, la puissance installée de plus de 13’000 panneaux photovoltaïques dans le réseau de distribution de BKW équivaut à 273 mégawatts et dépasse ainsi celle des centrales hydrauliques (272 mégawatts). Tandis que les puissances installées de l’énergie hydraulique restent stables, on raccorde chaque jour jusqu’à dix nouvelles installations photovoltaïques au réseau de distribution de BKW. Malgré tout, en Suisse comme dans le réseau de distribution BKW, seules 5% environ des extensions ont été réalisées. L’Office fédéral de l’énergie (OFEN) les exige dans le cadre des perspectives énergétiques 2050+ en vue d’atteindre les objectifs de la stratégie énergétique 2050 et la neutralité climatique de la Suisse. La profonde transformation du secteur de l’énergie n’en est qu’à ses débuts, mais se ressent déjà nettement dans le réseau de distribution de BKW.
Mandat de prestations des réseaux de distribution: des réseaux efficaces pour gérer les pointes de puissance
À l’origine, les réseaux de distribution ont été construits pour amener l’énergie aux consommatrices et consommateurs à partir d’un petit nombre de sites de production centralisés. Cet objectif principal se reflète d’ailleurs dans le terme «réseau de distribution». Sur le plan technique, les réseaux de distribution sont construits à la fois pour transmettre la puissance aux consommatrices et consommateurs qui vont l’utiliser au maximum et pour récupérer la puissance installée de toutes les installations de production à tout moment. Pour garantir ces fonctions, les réseaux sont prévus pour une charge maximale, autrement dit un pic de puissance. Concernant le dimensionnement du réseau de distribution, deux cas extrêmes typiques sont à considérer: la forte charge et la forte injection. La forte charge, souvent appelée «jour ouvrable d’hiver», est caractérisée par une consommation maximale et une production minimale. C’est l’inverse pour la forte injection, souvent appelée «dimanche d’été»: la consommation est minime et la production est maximale.
Les installations photovoltaïques mettent le réseau de distribution sens dessus dessous
Les installations photovoltaïques intensifient ces deux situations extrêmes. En cas de forte charge, c’est-à-dire «jour ouvrable d’hiver», les panneaux photovoltaïques ne produisent quasiment pas d’électricité car le soleil ne brille pas ou très peu. Dans cette situation, la consommation d’électricité élevée est couverte soit par des centrales à haut rendement, soit par des importations. L’électricité circule alors principalement des points de réseau centralisés aux points les plus extrêmes du réseau de distribution afin d’arriver chez les consommatrices et les consommateurs. En revanche, les installations photovoltaïques produisent localement beaucoup trop d’électricité lors de fortes injections, à savoir le scénario «dimanche d’été», car le soleil brille longtemps et intensément ces jours-là. Or, à ce moment-là, la consommation d’électricité locale est généralement peu élevée. Quasiment toute l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques se retrouve donc injectée dans le réseau. L’électricité circule alors des points les plus extrêmes du réseau de distribution aux points centralisés. Les installations photovoltaïques mettent littéralement le réseau de distribution sens dessus dessous. Conséquence: chaque nouvelle installation photovoltaïque peut exiger une extension du réseau de distribution pour, d’une part, récupérer l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques et, d’autre part, éviter une augmentation inadmissible de la tension aux points d’arrivée, c’est-à-dire chez les consommatrices et consommateurs. En particulier les jours de grand soleil, il est possible que la tension des prises de courant dans le ménage dépasse 230 volts. Si l'écart de tension est supérieur à 10 %, dans le pire des cas, les appareils branchés seront endommagés.
Planification de réseaux: exploiter le potentiel du numérique
Outre le nombre élevé de nouvelles installations photovoltaïques pour les réseaux de distribution, les panneaux photovoltaïques doivent être installés et raccordés au réseau en quelques semaines seulement. Cela rend difficile la planification de l’extension du réseau. Pour améliorer la situation, BKW a développé des solutions de simulation et d’automatisation de la planification réseau afin de prédire le nouveau comportement actif des clients. BKW a aussi recours à l’intelligence artificielle. Cela permet de réduire au maximum les coûts d’extension ou de restructuration du réseau et de dimensionner le réseau de distribution de façon optimale. De toute évidence, la mutation fondamentale du système énergétique est loin d’être terminée. C’est pourquoi BKW se penche activement sur ces changements. Elle maîtrise la complexité de la transition énergétique au niveau des réseaux en développant des solutions innovantes pour l’ensemble du système énergétique du futur.