L’optimisation du système de transmission électrique aux États-Unis est nécessaire pour intégrer des énergies propres sur de longues distances. Une série d’articles explore les options disponibles, et cet article final se concentre sur les lignes à courant continu haute tension (HVDC).
Les planificateurs de réseaux aux États-Unis se demandent comment exploiter les meilleures ressources renouvelables du pays au coût le plus bas. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de repenser la construction des systèmes de transmission d’énergie.
Actuellement, seules cinq lignes de transmission HVDC existent aux États-Unis, la plus ancienne datant de 1970. Historiquement, la transmission en courant continu était plus coûteuse et techniquement complexe que les lignes HVAC, surtout pour les distances inférieures à quelques centaines de kilomètres. Cependant, des avancées récentes ont rendu les lignes HVDC plus abordables et bénéfiques pour le réseau.
Les lignes HVDC fonctionnent différemment des lignes HVAC. Le courant continu circule en une seule direction, contrairement au courant alternatif qui change de direction plusieurs fois par seconde. Les lignes HVDC utilisent généralement deux conducteurs, tandis que les lignes HVAC en utilisent trois. Moins de fils signifie que les tours de support sont plus étroites, réduisant ainsi les exigences de droit de passage.
Choisir le Chemin de Moindre Résistance
Plusieurs avantages rendent les lignes HVDC attrayantes pour un futur réseau intégrant davantage d’énergie éolienne et solaire. Premièrement, le flux de courant continu peut être contrôlé plus facilement grâce aux stations de conversion nécessaires pour installer les lignes DC sur le réseau. Deuxièmement, les lignes HVDC peuvent transporter des tensions plus élevées sur des câbles de taille comparable aux lignes HVAC, ce qui réduit les pertes d’énergie dues à la chaleur.
Financé par le Département de l’Énergie des États-Unis et en partenariat avec le Laboratoire national du Pacifique Nord-Ouest, le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) mène une étude de planification nationale de la transmission pour explorer comment acheminer l’énergie des zones riches en ressources renouvelables vers les principaux centres de consommation du pays.
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Dans les scénarios de longue distance, les pertes d’énergie sur les lignes HVDC pourraient être réduites de 50 % par rapport aux lignes HVAC similaires.
Paul Denholm, chercheur principal au NREL, a précisé : «Bien qu’il n’y ait pas eu beaucoup de lignes HVDC longue distance envisagées historiquement, il existe maintenant un nombre considérable de propositions pour des lignes DC. Il s’agit simplement du défi plus large d’étudier, de localiser et de les autoriser à l’avenir.»
Perspectives Futures des Lignes HVDC
La plupart des lignes HVDC sont «point à point», ne se connectant au réseau qu’au début et à la fin des lignes. Le NREL recherche comment les lignes HVDC multiterminales pourraient être utilisées dans la planification future du réseau. Ces lignes pourraient étendre les possibilités de transmission en permettant de se connecter à plusieurs points sans terminer la ligne à ces points.
Denholm a ajouté : «C’est un peu comme construire une autoroute avec une voie express. Une des questions que nous avons est de comprendre les compromis entre le coût de construction de combinaisons de lignes HVDC point à point, multiterminales et HVAC. Nous commençons tout juste à obtenir cette analyse détaillée dans le cadre de l’étude nationale de planification de la transmission.»
