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15.1 Introduction

2 years ago

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Le passage à un système énergétique entièrement durable nécessitera en partie le passage d'un système centralisé de production et de distribution à un système décentralisé, en raison de la montée des technologies décentralisées de production d'énergie utilisant le rayonnement solaire éolien et les toits. En outre, l'intégration des secteurs de la chaleur et des transports dans le réseau électrique entraînera une augmentation très significative de la demande de pointe. Ces développements nécessitent des adaptations massives et coûteuses de l'infrastructure énergétique, tandis que l'utilisation des actifs de production existants devrait chuter de 55 % à 35 % d'ici 2035 (Strbac et al., 2015). Cela pose un défi majeur, mais aussi une opportunité : si les flux d'énergie peuvent être équilibrés localement dans _microréseaux, la demande de mise à niveau coûteuse de l'infrastructure peut être réduite, tout en assurant une stabilité supplémentaire au réseau principal. Pour ces raisons, « les microréseaux ont été identifiés comme un élément clé du réseau intelligent pour améliorer la fiabilité et la qualité de l'énergie, en augmentant l'efficacité énergétique du système » (Strbac et al. 2015).

Les microréseaux peuvent fournir la résilience et la flexibilité nécessaires et sont donc susceptibles de jouer un rôle important dans le système énergétique de l'avenir. On estime que d'ici 2050, plus de la moitié des ménages de l'UE produiront leur propre électricité (Pudjianto et al., 2007). Il est donc nécessaire de débloquer des ressources flexibles au sein des microréseaux afin d'équilibrer la production intermittente d'énergie renouvelable.

Les systèmes d'agriculture urbaine, tels que l'aquaponie (dos Santos 2016), peuvent fournir cette flexibilité énergétique si nécessaire (Goddek et Körner 2019 ; Yogev et al. 2016). Les plantes peuvent croître dans un large éventail de conditions externes, car elles sont habituées à le faire dans la nature. Il en va de même pour les poissons dans un système aquacole, qui peut prospérer dans une large plage de températures. Ces conditions de fonctionnement flexibles permettent un effet tampon sur les besoins en énergie, ce qui crée une grande flexibilité au sein du système. La masse thermique élevée incarnée par le système aquacole permet de stocker de grandes quantités de chaleur à l'intérieur du système. Les lumières peuvent être allumées et éteintes en fonction de l'abondance de l'électricité, ce qui permet de réduire la production d'électricité excédentaire en la transformant en biomasse précieuse. Les pompes peuvent être actionnées en synchronicité avec les temps de production d'énergie de pointe (p. ex. midi) pour limiter la puissance nette de crête (crête de rasage). Les unités de distillation optimales (Chap. 8) ont également une demande de chaleur très flexible et peuvent être désactivées dès qu'il y a un surapprovisionnement en chaleur ou en électricité (c'est-à-dire que la pompe à chaleur convertirait alors l'énergie électrique en énergie thermique). Tous ces aspects rendent les systèmes aquaponiques bien adaptés pour fournir de la flexibilité à un microréseau.

En plus de fournir une flexibilité de consommation, un système aquaponique multi-boucles peut être intégré pour offrir également une flexibilité de production. Le biogaz est produit sous forme de sous-produit de l'UASB dans l'installation aquaponique. Ce biogaz peut être brûlé afin de produire à la fois de la chaleur et de l'énergie, en incorporant un micro-CHP dans le microréseau. L'intégration de systèmes aquaponiques dans les microréseaux peut donc améliorer la flexibilité énergétique tant du côté de la demande que de l'offre.


Aquaponics Food Production Systems

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