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Production d’énergie solaire pour recharger des véhicules électriques et éclairer les communautés éloignées
Le timing, c’est tout. Dans l’innovation en technologies propres, c’est la différence entre mener et prendre du retard. Pour l’équipe du professeur Martin Ordonez au département de génie électrique et informatique de l’UBC, qui travaille en électronique de puissance et en conversion, l’une des façons d’être en avance est de développer l’énergie propre grâce à la recherche sur les véhicules électriques renouvelables (VE) et le stockage d’énergie.
« On travaille sur la conversion d’énergie. C’est un domaine opportun et très nécessaire. Les VE sont une application logique pour le stockage renouvelable. Nous faisons partie d’un écosystème. Les entreprises qui ont besoin de talents se lancent dans ce domaine. Nous voulons nous assurer de pouvoir capter ce talent », dit Ordonez.
Les gouvernements et l’industrie le pensent aussi, ayant engagé plus de 10 millions de dollars pour ce domaine de recherche. Avec ce projet, les véhicules et les bâtiments deviennent des acteurs actifs dans les transactions énergétiques à l’échelle de la ville.
Le professeur Ordonez a beaucoup de talent dans son laboratoire. Son équipe travaille sur un large éventail de recherches sur les batteries. Pour Divyank Singh, étudiant en dernière année de premier cycle en génie à l’Institut de technologie Manipal en Inde, qui visite le Canada cet été en tant que stagiaire en recherche chez Mitacs Globalink (SRG), l’opportunité de travailler dans le laboratoire d’Ordonez est un rêve devenu réalité.
« J’ai contacté le Dr Ordonez avant même de savoir pour Mitacs SRG programme. Je fais des recherches sur la conversion d’alimentation de la batterie d’un véhicule électrique à l’avant à la prise électrique et à la connexion du chargeur. Un défi majeur est d’estimer la bonne taille de batterie pour les stationnements », explique Divyank.
Il soutient également d’autres étudiants qui travaillent sur la conversion de puissance avec une plateforme de test qu’il a développée en utilisant l’équipement disponible dans le laboratoire d’Ordonez. La plateforme d’automatisation qu’il a conçue mesure les valeurs brutes. Cela s’avère inestimable pour son projet, mais aussi pour la modélisation et la simulation de batteries beaucoup plus grandes.
« Avec une pénurie majeure de combustibles fossiles et des objectifs mondiaux clairs de durabilité, nous devons développer des solutions efficaces et non polluantes », affirme Divyank.
Bien que son travail se concentre spécifiquement sur le point de recharge dans un stationnement, il informera aussi les batteries pouvant être agrandies pour fournir de l’énergie renouvelable au niveau communautaire. « Je développe une plateforme pour tester la modélisation qui aidera à estimer la taille et nous amènera un pas en avant pour résoudre ce défi. »
Une quête pour prédire le comportement des batteries
L’équipe du professeur Ordonez modélise les batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques en raison de leur grande capacité énergétique. L’équipe cherche l’équation mathématique qui prédit la tension en fonction de la charge et du courant. Et ils étudient le comportement des batteries dans différentes conditions. Cela fait partie d’un objectif plus large : développer un microréseau, un petit système électrique qui peut fonctionner seul de façon autonome ou se connecter à un réseau. Les applications seront vastes parce qu’un microréseau peut soutenir une petite communauté.
Secret du succès : ne pas se perdre dans les données
Ce type de recherche n’est pas propre à l’UBC, mais il est particulièrement rapide et précis.
« Notre approche statistique de l’utilisation de l’information nous permet d’obtenir des solutions précises, rapides et simples qui soutiennent un système à haut fonctionnement », explique German Bogado, collègue chercheur de Divyank.
Selon Ordonez, « Parfois, il y a des modèles qui décrivent ce qui se passe, mais si c’est trop complexe, on a un problème de langage. On essaie de trouver quelque chose qui a un niveau de détail et qui fonctionne vite. Tu peux te perdre dans les données, mais si tu peux utiliser les données comme une équation, tu as une interprétation qui te permet de prédire. »
Ordonez compare cela à la météorologie : « Regardez les prévisions météorologiques », dit-il. « Il utilise les équations de façon similaire pour faire des prédictions avec un haut degré de précision, de simplicité et de rapidité. »
Système de batteries EV efficace, système de réseau efficace
Divyank déclare : « Une fois que nous aurons le modèle de batterie, les comportements des convertisseurs seront mieux conçus pour charger ou décharger les batteries plus efficacement. Elle soutiendra également de nombreuses applications importantes pour prédire le kilométrage et la consommation d’énergie des véhicules électriques. »
D’autres conditions, telles que les vitesses variables et les différents niveaux de charge, seront étudiées à l’avenir.
Les recherches de Divyank sur les VE pour les bougies de stationnement et sa plateforme de mesure constituent une partie importante de l’étude globale du comportement des batteries. Cette recherche informe le système à grande échelle pour fournir de l’énergie à l’échelle communautaire.
« Divyank a été incroyable pour nous soutenir », déclare un autre chercheur, Daniel Hsu. « Il a construit une plateforme avec l’équipement qu’on a dans le labo pour nous permettre d’automatiser les paramètres de mesure. Il soutient non seulement mon projet de recherche de solutions pour les communautés éloignées, mais il peut aussi être utilisé par d’autres chercheurs à l’avenir. J’utiliserai le travail de Divyank comme une base dans un système plus vaste. J’aurai une programmation plus simple, une modélisation et une simulation plus rapide. Dans cette partie du système, j’aurai une prédiction précise de ce qui se passe. »
Divyank entrevoit un avenir impressionnant avec un domaine d’intérêt défini et prévoit poursuivre cette recherche. Ce travail aura des applications concrètes à l’avenir.
« Cette expérience soutient cet objectif futur d’énergie propre et durable. Ce serait merveilleux de voir la recherche élargie à l’avenir pour attirer plus d’étudiants. Je suis reconnaissant envers l’organisation », dit Divyank.
Mitacs tient à remercier le gouvernement du Canada, ainsi que le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, le gouvernement du Manitoba et le gouvernement du Québec pour leur soutien à la Stage de recherche Globalink programme. De plus, Mitacs est heureux de collaborer avec les partenaires internationaux suivants pour soutenir Globalink : Universities Australia; l’Université de São Paulo au Brésil; Conseil des bourses d’études de Chine; Campus France; Service allemand d’échange académique; le gouvernement mexicain de l’État de Guanajuato, EDUCAFIN et Tecnológico de Monterrey; Ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche scientifique, des Technologies de l’Information et de la Communication de la Tunisie and Mission universitaire de Tunisie en Amérique du Nord; et la Fondation ukraino-canadienne de Taras Shevchenko.
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