03 Avr Les énergies renouvelables
L’électricité est un service vital, par conséquent la fiabilité du service d’électricité est essentielle …
Intégration de la production d’électricité décentralisée
L’intermittence des énergies « Fatales »
Eolien et solaire sont des énergies fatales, en ce sens qu’on a le choix
entre accepter la production telle qu’elle se présente ou alors la perdre…
On voudrait croire que leur contribution est certaine, et on la présente généralement ainsi.
En réalité, l’électricité qu’elles fournissent est aléatoire, incertaine, variable, intermittente…
En fait ce que l’on qualifie d’énergies renouvelables ne sont que des énergies totalement imprévisibles…
Un bémol tout de même… on a la certitude que le solaire ne produira pas la nuit…
Gestion par substitution
Lorsque les intermittents produisent, leur puissance est automatiquement et par principe admise sur le réseau.
D’autres sources sont alors ralenties ou stoppées.
Les gestionnaires ajustent les productions des différentes sources connectées les faisant intervenir selon un ordre qui dépend du modèle économique: si les tarifs sont régulés, on donne la priorité à la souplesse.
Sur un marché « spot » l’ordre est celui des coûts marginaux croissants.
En raison de la faible puissance garantie par les intermittents, l’excès de demande doit pouvoir être satisfait, quel que soit son niveau, au moyen de générateurs thermiques, turbines à gaz, hydroélectriques ou nucléaires.
Pour chaque nouvelles centrales éoliennes ou photovoltaïques il faudra donc maintenir en veille des générateurs traditionnels en équivalence à la nouvelle puissance intermittente admise sur le réseau…
En Allemagne, la centrale à gaz ou plus particulièrement à charbon apparaît ainsi comme le complément indispensable d’un parc éolien, mais fournit en réalité l’essentiel de la production électrique. Impliquant de ce fait d’abondantes émissions de gaz à effet de serre.
Donc les énergies renouvelables que sont l’éolien et le photovoltaïque augmentent graduellement le coût de l’énergie, augmentent le niveau de pollution et rendent indispensable la présence des réacteurs nucléaires sur les réseaux.
Les Services Essentiels de Fiabilité (SEF)
Le soutien de la fréquence
Le suivi de la charge
Le maintien de la tension
Le Contrôle Automatique de la Production (CAP)
Elément constitutif de fiabilité du réseau
Génération d’Energies Renouvelables (GER)
L’arrivée croissante de ces nouvelles productions n’est pas sans effets négatifs sur les réseaux électriques auxquels ils sont interconnectés et qui n’ont pas été conçus à cet effet.
Réglage de la fréquence
Le bon fonctionnement de l’équilibre offre-demande d’un système électrique dépend du maintien d’une fréquence de consigne (50Hz). Cette fréquence est directement proportionnelle à la vitesse de rotation des alternateurs qui produisent l’électricité. Tout écart entre la production et la consommation se traduit par une rupture de l’équilibre offre-demande et donc une variation de cette fréquence autour de la valeur consigne. La régulation de la fréquence est la capacité d’une ressource à stabiliser la fréquence à la suite de changements importants de la charge ou des ressources.
Une capacité essentielle pour maintenir le fréquence à 50Hz.
Le suivi de la charge
Afin de maintenir la fiabilité , les exploitants de réseaux doivent gérer les variations rapides de l’offre et de la demande.
Pour un producteur d’énergie électrique l’expression « à flux tendu » est une réalité de tous les instants.
Le suivi de la charge est donc la capacité d’un générateur à répondre rapidement aux fluctuations des réseaux.
Le maintien de la tension
Il est nécessaire de maintenir la tension afin d’équilibrer ou de réguler les niveaux de tension dans le réseau dans une plage donnée. La tension doit-être régulée afin de protéger le réseau contre les fluctuations pouvant causer des dommages et de répartir l’électricité selon les besoins.
On utilise la puissance réactive en tant qu’outil permettant de contrôler la tension.
Les systèmes utilisés doivent être susceptibles de fournir ou d’absorber la puissance réactive.
Intégration de ces productions décentralisées
L’architecture des réseaux électriques est pensée dans l’optique de distribuer l’électricité des réseaux de transport haute tension vers les consommateurs finaux. L’organisation du système électrique est donc majoritairement centralisée, avec une distribution s’effectuant de l’amont vers l’aval. Aujourd’hui, la production décentralisée, en particulier d’origine renouvelable (solaire, éolien), est connectée aux réseaux de distribution et de transport et injecte de la puissance de manière variable et discontinue: ces injections de puissances intermittentes complexifient la conduite des réseaux.
Conçus pour des flux de puissance active descendants depuis le poste source vers les consommateurs. Dans ce cas la circulation d’électricité est unidirectionnelle. En présence de production intermittente décentralisée il se crée des flux bidirectionnels.
Voire aussi, lorsque la production dépasse la consommation, des flux ascendants vers les réseaux de distribution.
En conclusion:
L’électricité solaire et éolienne a le lourd handicap de l’intermittence. Elle n’est produite que lorsque le vent souffle (25% des heures de l’année) ou que le soleil brille (15% des heures). Surtout, cette intermittence est largement aléatoire et imprévisible.
Par conséquence elle est donc non pilotable et à juste titre considérée comme « Fatale »
Rien ne peut garantir qu’elle sera disponible au moment où l’on en aura besoin.
Le paradoxe est que ce système conduit à une impasse à moyen terme.
Plus il y a de renouvelables et plus des centrales traditionnelles sont nécessaires.
Elles constituent en effet un indispensable filet de sécurité pour palier à l’intermittence des renouvelables.
Une seule solution existe; le stockage.
Flux Générator collabore à différents projets allant dans ce sens et nous devrions être à même de réaliser des pilotes d’ici 2020.
Dominique CANDAES
Directeur FG
2019