Les îles des Caraïbes, souvent frappées par des ouragans dévastateurs, explorent de nouvelles solutions pour assurer un approvisionnement en électricité fiable et durable. Les chercheurs du Département de l’Énergie du Laboratoire National d’Oak Ridge ont développé une méthode de modélisation complète pour mieux prédire la baisse de production d’électricité lorsque les nuages d’orage obscurcissent les panneaux solaires. Leur étude explore comment les « super réseaux », une collection de réseaux interconnectés, pourraient compenser ces pertes d’énergie.
Rodney Itiki, chercheur principal, souligne l’importance de cette planification des infrastructures pour maintenir un accès équitable à l’électricité dans les 12 pays insulaires des Caraïbes et les territoires américains de Porto Rico et des Îles Vierges américaines. Son modèle peut être utilisé pour comprendre l’impact des nuages d’ouragan sur n’importe quel système électrique.
L’équipe de chercheurs a analysé comment un grand ouragan réduirait la puissance des installations solaires connues tout en voyageant sur 10 trajectoires possibles pendant 10 à 14 jours. « C’est l’une des principales contributions de la recherche, car lorsque nous concevons le système électrique, nous devons le faire en considérant tous les cas possibles – surtout, le pire des scénarios », explique Rodney Itiki.
Les super réseaux pour équilibrer le flux d’énergie entre les régions
Les chercheurs ont utilisé des simulations pour comprendre la disponibilité de l’énergie pendant les ouragans si les réseaux électriques étaient connectés via des câbles à haute tension sur le fond de l’océan. Ils ont modélisé quatre combinaisons différentes : un réseau américain autonome, un super réseau caribéen autonome reliant toutes les îles, un super réseau américano-caribéen et un super réseau reliant les États-Unis, les îles des Caraïbes et l’Amérique du Sud.
Le modèle a montré que certaines centrales solaires perdaient jusqu’à 88% de leur capacité de production pendant deux jours lorsqu’elles étaient ombragées par des nuages d’ouragan. Les chercheurs ont constaté que le super réseau américano-caribéen augmente le plus la fiabilité de l’énergie, tandis que le super réseau caribéen autonome s’est avéré le moins utile.
Vers une indépendance énergétique vis-à-vis des combustibles fossiles
Rodney Itiki a l’intention de fusionner ses algorithmes solaires et éoliens pour déterminer comment les super réseaux pourraient améliorer la fiabilité énergétique dans les Caraïbes et sur le continent. Cette recherche a de vastes implications pour l’indépendance énergétique des États-Unis vis-à-vis des combustibles fossiles et pour l’intégration fiable des projets d’énergie renouvelable.
« Je ne pense pas que les gens planifient les centrales photovoltaïques en tenant compte de l’ombrage des ouragans », note Rodney Itiki. « Les services publics choisissent des emplacements avec une exposition maximale au soleil, mais ils doivent également considérer la trajectoire normale des ouragans. »
Bien que des études supplémentaires soient nécessaires pour évaluer la viabilité environnementale et économique de la pose de câbles sous-marins, le modèle d’Itiki fournit un nouvel outil essentiel pour estimer l’énergie solaire pendant les conditions météorologiques extrêmes et planifier des systèmes de transmission pour compenser.
Les services publics pourraient utiliser l’algorithme pour se préparer à l’écart d’énergie solaire pendant les tempêtes, en utilisant des solutions telles que les batteries ou l’hydroélectricité par pompage-turbinage.
Légende illustration : Les chercheurs de l’ORNL ont modélisé l’impact de la couverture nuageuse d’un ouragan sur la production d’énergie solaire alors qu’une tempête suivait 10 trajectoires possibles au-dessus des Caraïbes et du sud des États-Unis.
