heures d'ensoleillement 24 heures
I.4.4. Stockage d‟énergie minimum nécessaire
Dans le Tableau I.9, nous avons illustré les résultats obtenus pour trois objectifs (15 %, 25 % et 35 %) de réduction de la puissance pointe appelée sur le réseau. Ils correspondent à des taux de couverture PV de 12 % (50 MWc) et de 23 % (100 MWc). Ces trois valeurs bien que trop élevées ont été choisies délibérément, car elles représentent des scénarii très défavorables.
Par exemple, pour le réseau EDF Corse (puissance pointe annuelle = 429 MW) et un taux de couverture de 23 %, la puissance nominale PV serait égale à :
15 % d‟écrêtage : MW 6 , 83 77 , 0 15 , 0 429 25 % d‟écrêtage : MW 3 , 139 77 , 0 25 , 0 429 35 % d‟écrêtage : MW 195 77 , 0 35 , 0 429
D‟après le Tableau I.9, pour un taux de couverture de 12 %, un stockage d‟appoint de l‟ordre de 6,77 « système – heure » est nécessaire pour garantir une réduction de 15 %. Pour un taux de couverture de 23 %, il faudrait deux fois moins de réserves d‟énergie pour garantir ce même objectif sans ressource. Cependant ces valeurs restent très élevées. Pour une réduction de 25 %, le stockage associé au PV atteint environ 19,5 « système – heure », ce qui est inconcevable même si la capacité de stockage requise est réduite. Un stockage d‟appoint limité ne permet donc pas au système PV d‟assurer une partie du pic de soirée ou la charge au cours d‟éventuels passages nuageux, les réserves nécessaires dépassent largement des capacités de taille raisonnable.
Avec ressource, les heures de stockage exigées pour réduire la charge pointe baissent. On note une diminution de l‟ordre de 20 % lorsque l‟on travaille avec le PV. Cependant ces valeurs restent trop importantes.
Tableau I. 9 : Stockage minimum nécessaire avec et sans ressource en fonction de l’écrêtage désiré et du taux de couverture (« système-heures »)
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 5,89 15,6 30,6
sans PV 6,77 19,5 34,6
23 % avec PV 2,70 6,85 13,3
Nous avons observé que le stockage sur les heures d‟ensoleillement est moins important que celui nécessaire pour couvrir les besoins sur la journée complète et que le taux de couverture influe nettement sur la demande de stockage. Par ailleurs, plus la demande d‟écrêtage augmente plus le nombre d‟heures de stockage nécessaire s‟éloigne de celui qui est indispensable sans cette ressource.
Les résultats obtenus lors de la simulation sur les heures d‟ensoleillement diminuent les contraintes de stockage mais cependant pas suffisamment. Nous obtenons, pour un taux de couverture de 12 % et un écrêtage de 15 %, une valeur de 6,77 « système-heure » sans ressource (soit environ 338 MWh/jour), et 5,89 « système-heure » (soit 295 MWh/jour). Il est vrai que les réserves d‟énergie baissent en fonction du mode d‟étude mais elles restent extrêmement élevées et irréalistes, même pour un écrêtage moyen. La courbe de charge de la Corse n‟est actuellement pas favorable à ce type de ressource diurne car les pointes apparaissent dans la nuit et demandent des unités de stockages beaucoup trop importantes
En revanche, si l‟on étudie le stockage minimum nécessaire avec et sans ressource sur les heures d‟ensoleillement (Tableau I.10), la diminution est beaucoup plus franche que précédemment. Les résultats présentent un intérêt pour un taux de couverture de 23 % et un écrêtage de 15 % mais la valeur du stockage nécessaire représente quand même près d‟un « système heure ».
Tableau I.10 : Stockage minimum nécessaire avec et sans ressource pour un taux de couverture de 12 % et de 23 % (« système-heures ») sur les heures d’ensoleillement
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 2,66 8,44 16,31
sans PV 5,28 12,43 19,6
23 % avec PV 0,99 3,35 7,45
Pour compléter notre étude, nous avons porté dans les Tableaux I. 11 à I.14, les résultats relatifs aux mois de janvier et d‟août (totalité des heures et heures d‟ensoleillement).
Tableau I.11 : Stockage minimum nécessaire avec et sans ressource en fonction de l’écrêtage désiré et du taux de couverture - mois de Janvier (« système-heure »)
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 5,88 12,56 30,57
sans PV 6,78 19,55 34,56
23 % avec PV 2,70 6,85 13,29
sans PV 3,39 9,78 17,28
Les résultats qui figurent dans le Tableau I.11 montrent une nouvelle fois que plus le taux de couverture est élevé moins le stockage est important. Ces données sont quasiment identiques à celles obtenues pour l‟étude annuelle ; ce qui est normal car la charge pointe annuelle a lieu au mois de janvier.
Si l‟on considère les capacités de stockage nécessaires au cours du mois d‟août (Tableau I.12), on note une diminution spectaculaire des réserves de stockage. Les valeurs pour un taux de couverture de 23 % et un écrêtage de 15 % sont de l‟ordre de 0,76 « système-heure » soit 76 MWh (étude sur 24 heures).
Tableau I.12 : Stockage minimum nécessaire avec et sans - mois de Août (« système-heure »)
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 1,52 4,57 11,08
sans PV 1,52 5,32 13,40
23 % avec PV 0,76 2,12 4,73
sans PV 0,76 2,66 6,70
L‟étude sur les heures d‟ensoleillement (Tableaux I.13 et I.14) montre une diminution nette des capacités de stockage par rapport à l‟étude sur la totalité des heures néanmoins les valeurs nécessaires restent élevées. On observe également une forte différence entre les mois de janvier et d‟août (facteur 2 à 5).
Les données simulées obtenues pour le mois d‟août pour un écrêtage de 15 % et un taux de couverture de 23 % sont à prendre en considération. En effet, le stockage représente dans ce cas précis 0,39 « système-heure » en raison de la forte disponibilité de ce type d‟énergie pendant l‟été.
Tableau I.13 : Stockage minimum nécessaire avec et sans ressource en fonction de l’écrêtage désiré et du taux de couverture - mois de Janvier (« système-heures ») sur les
heures d’ensoleillement
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 2,66 8,44 15,58
sans PV 5,28 12,43 19,6
23 % avec PV 0,99 2,78 5,80
sans PV 2,64 6,22 9,80
Tableau I.14 : Stockage minimum nécessaire avec et sans ressource pour un taux de - mois de Août (« système-heures ») sur les heures d’ensoleillement
Taux de couverture Ecrêtage : 15 % Ecrêtage : 25 % Ecrêtage : 35 %
12 % avec PV 0,79 2,49 7,17
sans PV 0,79 3,24 9,5
23 %
avec PV 0,39 1,08 2,78
Conclusion:
Ces résultats confirment que le fait de travailler sur les heures d‟ensoleillement influence de manière positive les valeurs de l‟énergie issue du stockage. Par ailleurs, ils offrent un grand intérêt car le stockage d‟énergie minimum « Sto » est une mesure non statistique de la disponibilité effective par opposition à la puissance effective.
Sur le plan économique, la connexion d‟une centrale PV couplée à un stockage permet de réduire les pics de charge et ainsi les coûts de production de l‟énergie affectés à la compagnie d‟électricité. Cependant en Corse, les unités de stockage nécessaires sont trop importantes et ne génèreraient pas d‟économies en raison de l‟investissement en matière de batteries, si on choisit ce type de stockage. Les bénéfices ne seraient visibles qu‟à très long terme. Cette solution n‟est donc pas, pour l‟instant, envisageable sur l‟île.