Des centrales virtuelles pour mieux réguler les réseaux

L’électricité d’origine éolienne (Okostrom) est certes favorable à l’environnement, mais son irrégularité menace la stabilité du réseau électrique. Malgré des prévisions météorologiques précises, un problème revient de façon récurrente : trop élevé ou au contraire trop faible, le débit électrique produit par les éoliennes correspond rarement aux attentes des opérateurs de réseaux haute tension.

Dans la mesure où la différence ne peut pas être équilibrée à l’aide d’astuces techniques, plane une menace de rupture du réseau. "Ce danger ne fera qu’augmenter dans les années à venir", a prévenu Wolfgang Bogenrieder de l’entreprise Vattenfall. "Au large des côtes de la Mer du Nord et de la Mer Baltique seront implantées d’ici peu de grandes éoliennes offshore, qui augmenteront nettement la proportion de l’énergie éolienne dans la production d’électricité allemande." Aujourd’hui le vent contribue à la hauteur de 6% à la production électrique nationale, et dans dix ans cette proportion pourrait être multipliée par deux voire par quatre selon les estimations.

Pour contrebalancer la surproduction des éoliennes, deux méthodes sont envisageables, selon Bogenrieder : "Des centrales traditionnelles, utilisant du charbon ou du gaz, doivent à court terme réduire leur rendement – ou bien l’électricité excédentaire des éoliennes doit être stockée." Dans ce cadre, des centrales de pompage-turbinage pourraient par exemple jouer un rôle : sous vent fort, elles alimentent des citernes de la centrale hydraulique et, lorsque le vent tombe, les vannes des bassins sont ouvertes, permettant ainsi de créer de l’énergie électrique au moyen d’une turbine [1]. Malheureusement, de telles centrales ne sont rentables qu’en montagne. Dans la plaine du nord de l’Allemagne, site de production de la plupart de l’électricité d’origine éolienne, des réservoirs bon marché sont nécessaires pour répondre à un besoin urgent et croissant.

Par ailleurs, le réseau d’électricité, d’une grande sensibilité, est guetté par d’autres dangers. Alors que l’électricité provenait auparavant de quelques grosses centrales, aujourd’hui se développent de plus en plus de sources d’énergie locales comme les centrales à biogaz ou les panneaux solaires. Cela ne facilite pas la tâche pour conserver une vision globale : quelle quantité d’électricité alimente le réseau, et quelle proportion en est prélevée? Ces informations doivent à l’avenir être appréhendées par chaque fournisseur et consommateur et être envoyées sous forme de ligne de données à un poste de commande central. Ainsi tous les petits producteurs d’électricité pourraient être régulés selon les besoins. Ce système, dénommé "centrale virtuelle" [2] par les spécialistes, correspond d’ores et déjà à un projet de recherche dans la région du Harz [3].

En ce qui concerne le stockage provisoire de l’électricité, ce n’est pas seulement la centrale de pompage-turbinage de Wendefurth qui sera à disposition des scientifiques, mais également la centaine d’automobiles électriques qui doivent à l’avenir circuler dans la région. Dès qu’elles sont reliées au réseau électrique, elles peuvent servir de réservoir d’énergie. Selon Bogenrieder, les batteries des voitures totalisent une capacité d’un mégawatt, ce qui couvre les besoins énergétiques annuels d’un millier de personnes en moyenne. En comparaison des quantités d’électricité qui circulent dans le réseau allemand, cela ne représente qu’une infime partie. "Cependant, le nombre de véhicules électriques augmentera nettement", affirme Bogenrieder. Les nombreuses batteries isolées sont en outre plus flexibles que quelques grands réservoirs.

Les chercheurs se penchent d’ores et déjà sur une gestion habile du temps : Monsieur Lambda gare sa voiture le soir dans son garage et commande à l’ordinateur de bord de charger la batterie par exemple jusqu’au lendemain matin à 7h. Etant donné que dans une centrale virtuelle tous les producteurs et consommateurs d’électricité sont reliés les uns aux autres, la batterie automobile pourrait par exemple, lors des heures de soirée peu ventées, alimenter le réseau avec de l’énergie supplémentaire et être chargée seulement au petit matin, lorsque peu d’électricité est consommée et que l’énergie est en conséquence moins chère.

D’autres techniques font l’objet de recherches, comme l’électrolyse de l’eau [4] ou les réservoirs à air comprimé [5]. Cependant, ces technologies ne sont pas rentables actuellement, car le rendement de ces procédés est encore faible, malgré des années de recherche.

 

[1] Voir article de ce même BE Allemagne : "Dardesheim : la ville qui fonctionne au vent, au soleil et à l’eau"
[2] Informations sur le site de Wikipédia sur les centrales virtuelles avec de nombreux liens vers des projets allemands (en allemand) : http://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Kraftwerk
[3] Informations sur le projet de recherche "centrale virtuelle" dans la région de Harz (en allemand) : http://www.idw-online.de/pages/de/news85375 – 08/09/2004
[4] Electrolyse de l’eau : l’hydrogène et l’oxygène sont séparés à l’aide de l’électricité. Le gaz produit pourrait être utilisé pour la propulsion de véhicules ou produire à nouveau de l’électricité dans des piles à combustible.
[5] Réservoirs à air comprimé : à l’aide de compresseurs dans un circuit bidirectionnel, de l’air est pompé dans des cavités sous-terraines et peut, selon le besoin, à nouveau et ainsi propulser une turbine. Grâce à une rapide décharge de pression, l’air se refroidit très fortement et doit être réchauffé, afin de ne pas geler les soupapes.

 

BE Allemagne numéro 422 (5/02/2009) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57588.htm

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8 Commentaires sur "Des centrales virtuelles pour mieux réguler les réseaux"

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christian
Invité

Merci à la rédaction de donner écho aux débats ayant animé le forum en publiant une brève qui les éclaire complète ! A titre personnel, je suis bien content de retrouver les idées que j’exposais dans l’un de mes commentaires !

Douds
Invité

je m’étonne de ne pas voir la solution hollandaise de stockage de l’énergie à partir d’îles énergétiques de la société KEMA. Cela semble bien supérieur à ce stockage dans des batteries de voiture

Momo
Invité
Sincerement merci de m’avoir fait connaitre , ( et  d’un simple clic , internet est vraiment un outil formidable  ) , cette idee des Hollandais , typiquement ds. leur domaine reconnu de savoir-faire depuis des siecles …. La ou on pense reservoirs en montagnes …. eux pensent reservoirs en mer en vidant un certain volume de celle-ci par des ” moulins a vent ” (….ils connaissent ) , et jeu de pompage-turbinage classique sur des volumes collossaux …. au final , ” simple ” inertisation hydraulique des pointes aleatoires de productions eoliennes ! Et sans les enormes pertes induites par l’air… Lire plus »
Momo
Invité

Le complexe de la Baie James ds. le grd. Nord Canadien comporte un ensemble de digues et de barrages du meme ordre de grandeur …. bati il y a bien 30 ans …. mais pas ds. la Mer du Nord !  Et il en a fourni des TWh depuis sa mise en service ! + que les iles de Dubai , c’est certain !

Sea-and-see
Invité

Mais est-ce que cela serait applicable techniquement et économiquement sur nos cotes de France , et dans l’affirmative est-ce que les nimbys de tous poils ne vont pas faire obstacle chez nous ?

Sea-and-see
Invité

Je parlais du dispositif hollandais d’îles énergétiques de la société KEMA , bien sûr  . 

Goods
Invité

L’électrolyse de l’eau : trés bien pour les véhicules à pac .

bmd
Invité
Voilà assez bien résumé un état des difficultés qui accompagnent le développement de l’énergie éolienne. Bien entendu, la question des rendements énergétiques des différentes méthodes proposées (à l’attention de Goods, dans un système où l’on produit de l’hydrogène par électrolyse et où on l’utilise dans une PAC, on perd 80 % de l’énergie, et il faut donc multiplier le nombre d’éoliennes par 5) n’y est pas traitée, ni le coût des investissements correspondants, ainsi que de l’adaptation du réseau. Tout cela se répercutera sur le prix de l’électricité, au détriment du consommateur, et à l’avantage des fabricants, et cela bien au-delà… Lire plus »
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