Digi WDS aide E-GEAR à créer un contrôleur de gestion de l'énergie pour optimiser la production, le stockage, l'utilisation et l'acheminement de l'énergie solaire sur le réseau.

Soutenu par l'équipe de Services de conception Digi Wireless, E-GEAR a développé son contrôleur de gestion de l'énergie innovant pour aider les propriétaires de maisons, les propriétaires d'entreprises et les services publics à optimiser et à normaliser le stockage et la transmission de l'énergie captée à partir de cellules photovoltaïques et d'autres sources d'énergie alternatives. Le résultat : une façon plus intelligente et plus efficace d'améliorer l'utilisation d'une énergie propre et renouvelable.

Concevoir un avenir plus radieux

À Hawaï, où la plupart des marchandises et des fournitures arrivent par cargos, les ressources énergétiques - en particulier les combustibles fossiles - sont à la fois coûteuses et difficiles à gérer. En raison de facteurs tels que le tourisme et la présence militaire, Hawaii est l'État américain le plus dépendant des combustibles fossiles, ce qui le rend plus vulnérable aux fluctuations des prix et de la disponibilité du pétrole. Mais les Hawaïens envisagent un avenir plus radieux, qui repose uniquement sur des combustibles renouvelables et alternatifs comme l'énergie solaire et éolienne. En fait, l'initiative Hawaii Clean Energy vise à faire passer le 50e État à 100 % d'énergie propre d'ici 2045.

Cet effort prospectif crée des opportunités pour des entreprises innovantes comme E-GEAR, LLC, un spécialiste des énergies renouvelables qui propose des solutions de gestion et de stockage de l'énergie brevetées et en attente de brevet. Selon Chris DeBone, cofondateur/associé directeur, la solution E-GEAR répond aux défis de l'énergie solaire auxquels Hawaï et d'autres États sont confrontés. "Contrairement aux combustibles fossiles, la production d'énergie renouvelable est sujette à une certaine variabilité", a-t-il déclaré. "Il peut s'agir d'un phénomène aussi simple que la chute du vent ou le passage de nuages au-dessus de nos têtes, qui réduit l'énergie qu'une cellule photovoltaïque peut produire. Il en résulte que des centaines ou des milliers de foyers et d'entreprises injectent ou extraient de l'énergie dans le réseau à des moments et des quantités imprévisibles. Les charges peuvent également varier considérablement, par exemple lorsque les climatiseurs centraux, les chauffe-eau ou les chargeurs de voitures électriques s'allument et s'éteignent."

"Les services publics et les entreprises de services énergétiques veulent fournir et recevoir de l'énergie sur une base prévisible ou lorsqu'ils sont appelés à soutenir le réseau global, et c'est là que nous pouvons aider - en offrant une solution qui peut gérer l'énergie renouvelable sur chaque site de manière autonome en utilisant des critères prédéterminés ou de concert via un contrôle agrégé."

Une solution connectée pour optimiser l'énergie solaire

Dans le but de collecter et de distribuer plus efficacement l'énergie solaire, E-GEAR a développé le contrôleur de gestion de l'énergie (EMC). Ce dispositif utilise une gamme de capteurs de tension et de courant pour surveiller et contrôler le stockage de l'énergie solaire dans une batterie locale, puis gère ensuite la libération de cette énergie dans la résidence ou dans le réseau électrique de la manière douce et contrôlée que les services publics souhaitent.

L'EMC comprend un logiciel propriétaire qui calcule le flux d'énergie et compense les fluctuations en temps réel de la production solaire et de la consommation domestique, afin de capturer l'énergie excédentaire ou de fournir suffisamment d'énergie au réseau pour lisser les variations de production/consommation. L'EMC comprend également une connectivité en nuage et des commandes de tableau de bord qui permettent au propriétaire et au fournisseur d'électricité de voir les données en temps réel, de contrôler le système à distance et de prendre les mesures appropriées.

Grâce à cette fonction de lissage, des quartiers entiers peuvent servir de sources de production et de stockage distribuées pour le service public d'électricité. Cela réduit le besoin de capacité de production excédentaire et les variations de tension sur le réseau. "Les systèmes concurrents n'ont pas la capacité inédite de l'EMC de lisser l'exportation d'énergie vers le réseau électrique et de permettre au service public de contrôler l'exportation domestique pour répondre à la demande d'énergie en temps réel", a déclaré Steve Godmere, cofondateur/associé directeur.

 

En route vers l'avenir

E-GEAR a rencontré Digi Wireless Design Services (WDS) au tout début du projet pour esquisser des idées, formaliser les besoins du produit et concevoir le matériel et le logiciel pour répondre à ces exigences. "Après les sessions de tableau blanc où nous avons discuté des compromis de divers choix, Digi nous a aidés à identifier les meilleurs composants sans fil, microprocesseur, composants de surveillance électrique et technologie cloud pour faire passer le système de la planche à dessin à la réalité", a déclaré Steve. "Nous n'avions pas les ressources d'ingénierie nécessaires pour développer nos idées, l'expertise de Digi a donc été particulièrement précieuse.

"En particulier, notre stratégie de communication englobait des connexions cellulaires, Wi-Fi, Ethernet, RS-485, USB et Zigbee. Les consultants de Digi ont fourni l'expertise sans fil, le développement logiciel et la conception matérielle pour nous aider à lancer ce produit."

" Nous avons pu fournir 12 unités alpha qui étaient des prototypes entièrement fonctionnels en seulement 15 semaines ", a déclaré Josh Jaeger, directeur de Digi WDS. "Nous avons testé et amélioré l'algorithme de contrôle et les communications cloud très rapidement. Digi Remote Manager a fourni à E-GEAR une interface cloud hautement fonctionnelle immédiatement. Et la façon dont l'EMC exploite le module processeur embarqué de Digi, le Digi ConnectCard™ pour i.MX28, a également accéléré le développement matériel et logiciel."

Digi a également collaboré avec l'un des fabricants de ses systèmes de stockage par batterie pour modifier son onduleur existant afin de permettre l'exportation étroitement contrôlée de l'énergie vers le réseau électrique.

Grâce à l'EMC d'E-GEAR, les producteurs d'énergie distribuée peuvent automatiser le lissage de la production, le stockage, l'exportation et la participation aux services auxiliaires. Les sociétés de gestion d'actifs et de services énergétiques bénéficient d'une visibilité, d'un contrôle et d'une collecte de données agrégés en temps réel, tandis que les services publics peuvent exploiter des données réelles à la périphérie du réseau pour la modélisation, la confirmation de la réponse à la demande et la conception de mesures incitatives.