Chambre des métiers de Potsdam: pionnière de la révolution énergétique

Points clés

• Formation de spécialistes en gestion énergétique sur un système en conditions réelles

• Alimentation décentralisée à partir de sources renouvelables dans un réseau insulaire grâce à un EMS intelligent associé à un système de stockage de 640 kWh

• Visualisation intuitive et contrôle automatisé de flux énergétiques complexes

• Interconnexion flexible et indépendante du constructeur entre différents producteurs et consommateurs d’énergie

La sécurité d’approvisionnement énergétique et le recours aux énergies renouvelables se sont depuis longtemps imposés comme des priorités pour les entreprises, les décideurs politiques et même les particuliers. Les tensions politiques et économiques mondiales ont donné un élan supplémentaire à ce sujet.
Les technologies et concepts de production d’énergie décentralisée existent depuis longtemps, et les travaux visant à les concrétiser s’accélèrent. Un facteur clé pour transformer ces concepts d’avenir en réalité est la formation et la qualification de spécialistes.

Qui va construire, installer, entretenir, connecter et exploiter toutes les installations indispensables au succès de la révolution énergétique ?

Façonner l'avenir

La Chambre des métiers de Potsdam (HWK) a identifié ce besoin dès 2013 et a lancé un projet sur le Campus de formation et d’innovation artisanale de Groß Kreutz. À l’époque, c’était le seul projet de ce type en Allemagne. Sur cette base, le Centre de compétences pour le stockage d’énergie et la gestion des systèmes énergétiques a ouvert en avril 2022. Son objectif principal : proposer des qualifications pratiques aux artisans, couvrant tous les aspects de la mise en œuvre de systèmes énergétiques durables et décentralisés, et leur installation dans l’industrie, le commerce et le résidentiel.

Dans ce but, le campus a été divisé en deux zones d’approvisionnement énergétique : une partie est déconnectée du réseau public afin d’être exploitée en micro-réseau insulaire. « Nous avons installé onze centrales photovoltaïques totalisant 144 kWc, une éolienne, plusieurs bornes de recharge et divers systèmes de stockage domestiques. Pour mettre ces installations en service, nous avions besoin d’un système de stockage par batteries de 640 kWh et d’un système de gestion énergétique intelligent », explique Christian Leest, responsable technique du Campus de formation et d’innovation artisanale (BIH) de la Chambre des métiers de Potsdam.

Un appel d’offres européen a été lancé pour trouver un fournisseur capable de développer et d’installer ces deux composants clés.
Avec WEMAG, une utility allemande basée dans le nord-est, et son partenaire SCADA-Automation, la Chambre des métiers de Potsdam a trouvé les partenaires idéaux : expertise dans la gestion de grands systèmes de stockage et logiciel innovant de pilotage – zenon de COPA-DATA.

SCADA-Automation est un intégrateur de systèmes spécialisés dans l’automatisation industrielle pour la production d’énergie et la gestion énergétique des entreprises. Basée dans le Brandebourg et à Berlin, cette jeune société utilise le logiciel d’automatisation industrielle zenon dans la majorité de ses projets nécessitant visualisation, enregistrement et exploitation.

zenon – the “Austrian army knife”

En plus du pilotage, basé sur zenon, du système de stockage de grande capacité WEMAG, le Microgrid EMS de SCADA-Automation joue un rôle central dans la mise en place du programme de formation innovant de la Chambre des métiers de Potsdam. Il relie l’ensemble des producteurs et consommateurs en une centrale électrique virtuelle, garantit l’approvisionnement complet en énergie du campus et visualise clairement tous les flux énergétiques.

L’un des plus grands défis lors du développement de l’EMS était la grande variété d’installations présentes sur le campus, issues de constructeurs, systèmes, clouds et protocoles différents. Tous les composants devaient être intégrés dans un seul système de contrôle – une spécialité de zenon.

« La flexibilité offerte par zenon a été un critère décisif pour la réussite du projet », explique Jens Ramlow, directeur général et architecte systèmes chez SCADA-Automation.
Martin Spiegel, directeur général et ingénieur systèmes de contrôle chez SCADA-Automation, ajoute : « Elle permet de connecter les différentes installations dans un seul Microgrid EMS grâce au standard VHP-ready et aux protocoles IEC 60870-5-104, IEC 61850 et Modbus, tout en intégrant des extensions personnalisées. zenon est en quelque sorte la version autrichienne du couteau suisse – polyvalent, adaptable et extrêmement flexible. »

Des processus complexes rendus clairs

Avec le Microgrid EMS de SCADA-Automation, tous les flux énergétiques sont documentés de manière continue. Des facteurs tels que température, précipitations, vent et ensoleillement sont également pris en compte, condition essentielle pour un pilotage efficace – et pour répondre aux besoins de formation des opérateurs.

C’est là qu’intervient à nouveau la valeur ajoutée de zenon, grâce à ses nombreuses options graphiques qui permettent une visualisation nouvelle génération.
Dans le diagramme de Sankey, les participants peuvent suivre en temps réel les flux et quantités d’énergie entre les différents points de production et de consommation, représentés sous forme de barres colorées et dimensionnées, faciles à interpréter.

« Notre objectif était de représenter les flux énergétiques de manière à offrir une expérience utilisateur impressionnante et à permettre même aux débutants de comprendre les facteurs essentiels d’un coup d’œil. C’était important pour la large cible de la Chambre des métiers », souligne Jens Ramlow. Un critère clé du succès a aussi été la vaste bibliothèque de modèles développée par l’équipe SCADA-Automation au fil de nombreux projets avec zenon, et enrichie en continu. « Lors du développement de nos modèles, nous pouvons souvent nous appuyer sur les modèles existants dans zenon et les configurer selon nos besoins. C’est également un avantage de notre collaboration continue avec COPA-DATA », ajoute Martin Spiegel.

Gestion active de l'énergie et outil pédagogique 

Un atout unique du Microgrid EMS est qu’il agit comme un véritable système de contrôle. Il interagit automatiquement avec le réseau et régule les flux énergétiques dans des valeurs définies : il active ou désactive des producteurs, respecte les seuils d’alimentation depuis le réseau public et gère le niveau du système de stockage. Il intègre également des données historiques et prévisionnelles pour agir de manière proactive.

« Pour le contrôle aussi, nous savions que nous pouvions compter sur zenon. Il ne s’agit pas seulement de big data, mais de l’utilisation pratique des données collectées pour optimiser efficacement la consommation », explique Martin Spiegel. Les étudiants bénéficient surtout d’une formation sur système réel. Les formateurs disposent de nombreuses possibilités d’ajuster manuellement des paramètres afin d’en observer et démontrer les effets dans le Microgrid, sur les systèmes de stockage et aux points de connexion réseau. C’est un atout unique qui séduit aussi les opérateurs.

« Quand on lance un projet de cette envergure, on ne sait jamais vraiment où il mènera. Aujourd’hui, nous pouvons dire que nous sommes plus que satisfaits du Microgrid EMS et des nombreuses possibilités qu’il offre – avec nos installations et le nouveau système de stockage – pour notre centre et notre offre de formation », affirme Christian Leest du BIH.
« Nous sommes impatients de démarrer nos cours et de contribuer à prouver que la révolution énergétique peut réussir. »

Sécurité d'approvisionnement et vision d'avenir

La Chambre des métiers de Potsdam est désormais parfaitement équipée pour relever les défis de demain. Le Microgrid EMS peut être enrichi à tout moment, par l’ajout de nouvelles installations ou de futurs systèmes énergétiques. Cela s’inscrit dans le plan clair des opérateurs : offrir une formation tournée vers l’avenir dans le domaine de la gestion énergétique sur le long terme. L’équipe de SCADA-Automation partage aussi cette vision : de grandes entreprises réfléchissent déjà à sécuriser leur approvisionnement et à utiliser des micro-réseaux insulaires pour devenir autonomes. Sans systèmes intelligents de gestion énergétique associés à des stockages de grande capacité, rien de tout cela ne serait possible.