La SNCF et SNCF Réseau viennent de nouer une collaboration avec le CEA à l’INES (Institut National de l’Énergie Solaire) pour développer des systèmes photovoltaïques capables de fonctionner à des tensions allant jusqu’à 9000Vdc. L’objectif est de faciliter l’utilisation des énergies renouvelables par le ferroviaire, de réduire les pertes énergétiques et d’optimiser les coûts du réseau.

Pour cela, le partenariat entre la SNCF et l’INES visera à :

• apporter une solution technique innovante avec des panneaux photovoltaïques dédiés pour adresser un réseau continu à 3kVdc, 6kVdc et 9kVdc tout en optimisant les coûts d’installation, notamment vis-à-vis des câbles, d’opération et de maintenance ;
• travailler sur la durabilité de ces technologies afin que les installations aient une durée de vie au moins équivalente aux systèmes photovoltaïques classiques.

Une centrale expérimentale de 3000Vdc en cours d’installation à l’INES

Le marché actuel ne propose pas de panneaux pour des tensions supérieures à 1500Vdc. Le projet de la SNCF va donc bénéficier des compétences du CEA dans ce domaine car il a déjà développé des panneaux photovoltaïques tenant la gamme de tension de 3000Vdc.

Une centrale expérimentale de 3000Vdc est également en cours d’installation à l’INES dans le cadre du projet européen H2020 Tigon. Le système à développer devra intégrera le photovoltaïque, l’électronique de puissance et une infrastructure multi-micro-réseaux permettant de tester n’importe quelle configuration de système comprenant des modules PV, des batteries, des onduleurs et des générateurs de carburant. Les modules MVDC seront connectés au micro-réseau via des convertisseurs DC/DC MV SiC WBG innovants et des protections DCMV dédiées. Il s’agira d’une vitrine pour augmenter efficacement la production photovoltaïque et pour interconnecter ces actifs au sein du réseau MV DC.

En outre, le micro-réseau MVDC sera connecté au réseau principal via un transformateur à l’état solide (SST), rendant l’ensemble du système plus intelligent et plus numérique. Enfin, un système de gestion de l’énergie spécialement conçu pour les réseaux hybrides CA/CC, ainsi qu’un système d’aide à la décision, amélioreront l’efficacité et la fiabilité de l’ensemble du réseau.

L’objectif du démonstrateur Tigon est notamment de faire la démonstration du rapport coût-bénéfice du MVDC appliqué aux centrales solaires et l’analyse du LCOE pour un coût autour de 0,02 euros/kWh.

Vers des convertisseurs à courant continu dans le ferroviaire

Ce développement vient également renforcer le projet RACCOR-D, coordonné par SNCF Réseau, qui porte un triple enjeu : créer un réseau électrique MVDC intelligent, respectueux de l’environnement et offrant une plus grande résilience à l’exploitation ferroviaire. RACCOR-D développe notamment un convertisseur à courant continu. L’application dans l’industrie ferroviaire du transformateur électronique à fréquence élevée est une rupture technologique avec l’architecture traditionnelle utilisant le courant alternatif associé au transformateur passif. L’utilisation d’une fréquence élevée permet de réduire considérablement la masse et le volume du transformateur.