Le véhicule électrique comme dispositif de stockage d’énergie domestique : comment fonctionne la recharge bidirectionnelle

L’idée d’alimenter son logement en électricité à partir de la batterie d’une voiture électrique semble extrêmement innovante. Mais si certains aspects ont déjà été mis en œuvre avec succès, d’autres restent confrontés à des défis.

Le stockage d’électricité pourrait accroître l’indépendance vis-à-vis des fournisseurs d’énergie
Jusqu'à présent, seuls quelques véhicules et bornes de recharge sont adaptés à cela.
Les normes et réglementations doivent encore être élaborées par les législateurs et l’industrie.
Le véhicule électrique comme tampon énergétique

Beaucoup de gens souhaitent être plus indépendants du fournisseur d’électricité. Quiconque a déjà installé une installation solaire sur son toit fait déjà un pas de plus. Cependant, il est difficile de couvrir plus de 30 % de vos propres besoins énergétiques avec la seule énergie solaire, car la météo et votre propre consommation d'électricité varient considérablement d'un jour à l'autre.

Afin d’augmenter cette part, la demande en systèmes de stockage par batteries de grande taille devient de plus en plus importante. Cependant, ils ne sont pas rentables : il faut actuellement prévoir entre 750 et 1200 francs par kilowattheure d'espace de stockage. En général, plus la capacité est grande, plus le prix moyen du kWh est bas.

Alors pourquoi acheter un système de stockage d’énergie séparé alors que la voiture électrique dispose déjà d’une batterie ? La voiture électrique pourrait stocker l'électricité excédentaire, par exemple provenant du système solaire, pendant la journée et la restituer en cas de besoin - que ce soit vers un appareil électrique, le réseau domestique ou le réseau électrique.

De nombreux experts considèrent cette option, la recharge bidirectionnelle, comme une étape importante vers une plus grande sécurité énergétique : les batteries de voiture, capables non seulement d'absorber l'électricité mais aussi de la restituer, pourraient aider à équilibrer l'approvisionnement fluctuant en énergie provenant de sources renouvelables.

Chargement bidirectionnel : un aperçu de son fonctionnement

Avec la recharge bidirectionnelle, l’électricité circule dans deux directions : d’abord du réseau vers une installation de stockage, puis de l’installation de stockage vers le réseau. En principe, de nombreux appareils disposent déjà de cette fonction. Chaque batterie stocke et fournit de l'électricité, par exemple les ordinateurs portables et les banques d'alimentation alimentent les appareils mobiles.

Cependant, la recharge bidirectionnelle avec une batterie de voiture électrique nécessite une étape supplémentaire. Les véhicules électriques utilisent le courant continu (DC), tandis que les ménages utilisent le courant alternatif (AC). Le courant alternatif doit donc être converti en courant continu pendant la charge. Ceci est rendu possible par un redresseur, soit dans le chargeur embarqué du véhicule, soit dans une wallbox DC. Un onduleur est nécessaire pour réinjecter l’électricité dans le réseau.

À l’inverse, le courant continu de la batterie de la voiture doit être reconverti en courant alternatif si l’électricité doit être restituée à la maison ou au réseau électrique. Cela nécessite également un ajustement technique.

V2L, V2H, V2G : Trois variantes

Il existe trois versions de recharge bidirectionnelle. La variante la plus simple, déjà disponible sur certains modèles, est que le véhicule électrique dispose d'une prise Schuko conventionnelle à laquelle des appareils électriques peuvent être connectés en déplacement. Cette fonction est appelée Vehicle-to-Load (V2L) ou Vehicle-to-Device (V2D). Des véhicules comme le Hyundai Ioniq, le Kia Niro ou des modèles de chez MG offrent cette option. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une innovation révolutionnaire, elle n'en reste pas moins très pratique, notamment pour les campeurs ou les personnes qui ont besoin d'électricité en déplacement, comme les artisans qui ont besoin de faire fonctionner ou de recharger des outils.

La deuxième variante est que la voiture électrique connectée à la wallbox libère de l'énergie dans le réseau domestique. C’est ce qu’on appelle le Vehicle-to-Home (V2H). Comme pour la recharge, le véhicule électrique est connecté à la wallbox interne et, si nécessaire - par exemple si l'installation solaire sur le toit ne fournit pas d'électricité - l'électricité précédemment chargée est utilisée pour la consommation interne de la maison.

L’option la plus exigeante consiste à injecter l’électricité stockée dans la batterie non seulement dans la maison, mais également dans l’ensemble du réseau électrique : Vehicle-to-Grid (V2G). L'objectif est de créer une « centrale électrique virtuelle » en connectant plusieurs milliers de véhicules électriques pour aider à stabiliser l'approvisionnement en énergie, en particulier aux heures de pointe du matin et du soir, lorsque de nombreux foyers allument des appareils électriques en même temps.

Ces véhicules prennent en charge la recharge bidirectionnelle :

De nombreux constructeurs automobiles affirment que leurs voitures peuvent se recharger de manière bidirectionnelle. En fait, seul Nissan peut le faire avec la Leaf et le NV200. En 2024, le Volvo EX 90 sera également en mesure de le faire – le reste n'est que du vent.
La norme pour la recharge bidirectionnelle est en place et la technologie pour la recharge bidirectionnelle est déjà disponible. Pour que cela fonctionne bien et dans la mesure du possible

Avant tout, la maison doit disposer d'un système de gestion de l'énergie intelligent qui enregistre la consommation électrique du foyer et, s'il existe une installation photovoltaïque, indique la quantité d'électricité autoproduite disponible.

Le système doit également être capable de surveiller le niveau de charge de la voiture électrique et de calculer la quantité d'énergie qui doit être extraite de la batterie à un moment donné. Cela peut être nécessaire en raison des fluctuations de la disponibilité de l'énergie solaire ou de la charge restante de la batterie pour le prochain voyage.

La norme correspondante a été publiée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) en avril 2023 : ISO 15118-20. Il régule la communication entre le véhicule électrique et la borne de recharge, par exemple une wallbox, pour une recharge bidirectionnelle.

Aujourd'hui, les fabricants de boîtiers muraux, de véhicules électriques et de systèmes de gestion de l'énergie doivent mettre sur le marché des produits conformes aux normes et mutuellement compatibles à des prix économiquement justifiables.

Gestion de la charge pour l'ensemble du réseau électrique Une gestion intelligente de la charge sera cruciale si l'électricité doit non seulement être utilisée dans votre propre foyer (Vehicle-to-Home, V2H), mais également être injectée dans le réseau électrique général (Vehicle-to-Home). -Grille, V2G). La charge et la décharge, potentiellement d’un grand nombre de batteries de véhicules électriques, doivent alors être synchronisées avec l’offre et la demande.

Un autre défi consiste à régler la facturation avec le fournisseur d’électricité pour l’électricité injectée. Il faudra peut-être développer ici des solutions similaires à celles de l'alimentation en énergie solaire, adaptées aux exigences de l'électromobilité.

Il existe également des différences techniques significatives entre les différents modèles de voitures électriques, de la taille de la batterie à la tension du système électrique de bord. Les raccordements domestiques et les wallbox doivent être capables de gérer ces différences afin d'éviter des dysfonctionnements, des courts-circuits ou des dommages à la batterie.

On ne sait pas non plus comment les constructeurs automobiles géreront la garantie de la batterie du véhicule si celle-ci est également approuvée pour la recharge bidirectionnelle. Après tout, la batterie serait alors chargée et déchargée plus fréquemment que lors d'une utilisation normale pour conduire seule. La question de la responsabilité pour d'éventuels dommages à l'installation en cas de dysfonctionnements est également ouverte.

De nouvelles lois sont nécessaires Le législateur est confronté à plusieurs défis. D'un point de vue juridique, les voitures électriques ne sont actuellement classées que comme voitures particulières et non comme accumulateurs de batteries, pour lesquels des exigences légales plus strictes s'appliquent parfois. Il convient également de clarifier le traitement fiscal de l'électricité injectée. C'est une question complexe