Stabilité du réseau et rendements sûrs avec les énergies renouvelables

La transition énergétique ne sera un succès que si la majeure partie de notre électricité est produite à l’avenir à partir de sources d’énergie renouvelables. Toutefois, cela pose un défi majeur : comment les fournisseurs d’énergie qui dépendent des conditions météorologiques peuvent-ils alimenter en électricité le réseau de distribution de manière fiable et continue ? SMA propose une gamme de solutions techniques permettant non seulement de garantir la stabilité du réseau, mais aussi d’ouvrir de nouvelles sources de revenus, assortis de rendements sûrs, pour les propriétaires et exploitants de centrales électriques.

Une alimentation continue en électricité, même en période volatile

Les niveaux d’eau, de soleil et de vent sont variables par nature. La quantité d’électricité verte produite varie en fonction des conditions météorologiques. Mais pour viser une transition énergétique durable, aucune alternative n’existe. La seule manière d’atténuer les changements climatiques à l’avenir est de s’assurer que les sources d’approvisionnement en énergie fossiles sont remplacées par des sources renouvelables et que notre électricité provient entièrement de sources décarbonées. Du point de vue des consommateurs, ce n’est pas un problème immédiat, car l’énergie éolienne, solaire et hydraulique est capable de couvrir l’ensemble de nos besoins énergétiques. Pour pallier les périodes de faible ensoleillement ou d’absence de vent, l’énergie peut être stockée dans de grands systèmes de batterie. Cela compense les fluctuations d’énergie et garantit que l’électricité verte est disponible 24 heures sur 24, quelles que soient les conditions météorologiques.

Assurer la stabilité des réseaux électriques

Le passage intégral aux énergies renouvelables constitue toutefois un défi fondamental pour les exploitants de réseaux de transport. Les centrales électriques au gaz, au pétrole, au charbon et nucléaires produisent de l’énergie et fournissent à la fois une capacité de « grid forming ». Les équipements synchrones des centrales électriques assurent une tension de réseau stable, avec une fréquence uniforme grâce à leur inertie. Cela garantit une alimentation continue en électricité, même si l’énergie générée à un moment donné ne peut couvrir la demande. Ce déséquilibre peut résulter, par exemple, de défaillances de générateur ou de charge importantes, ou de séparations de réseau à grande échelle.

Si les producteurs décentralisés d’énergie renouvelable assument la fonction d’approvisionnement énergétique de centrales électriques centralisées, ils devront également former et stabiliser le réseau électrique. Ce concept de « grid forming » est également indispensable pour les centrales électriques éoliennes, solaires et hydroélectriques puisque, dans la plupart des cas, elles doivent transporter l’électricité produite sur de longues distances, à partir d’endroits éloignés jusqu’aux consommateurs. Le risque de défaillances, de séparations de réseaux et, dès lors, de déséquilibres de puissance est particulièrement élevé en cas de distances de transport prolongées. Cela signifie que les exploitants de réseau doivent assurer la stabilité du réseau en plus de l’approvisionnement en électricité.

La solution « grid forming » de SMA pour les centrales électriques de stockage par batterie stabilise les tensions et les fréquences

La solution de SMA pour les centrales électriques de stockage par batterie est un système intégré composé d’un pilotage de centrale (Power Plant Manager SMA) et d’onduleurs (Sunny Central Storage SMA). Avec la solution « grid forming » intégrée au niveau de la centrale, la centrale électrique interagit avec le réseau de distribution comme une seule unité.

La solution SMA doit non seulement convertir le courant continu en courant alternatif, mais également soutenir la stabilité du réseau. Contrairement aux générateurs synchrones utilisés dans les grandes centrales électriques, cependant, les centrales électriques de stockage par batterie ne possèdent pas de masse rotative et ne disposent donc pas de l’inertie nécessaire pour compenser instantanément les déficits de production. Cette fonction, également qualifiée de « réserve instantanée », est assurée par la solution « grid forming » de SMA dans les réseaux de distribution qui reposent uniquement sur des générateurs à énergie renouvelable. Pour ce faire, il faut imiter la réaction d’inertie d’un générateur synchrone.

Cependant, puisque les onduleurs ne possèdent pas de masses rotatives, cette fonction doit être programmée à l’aide d’algorithmes de pilotage. Ce n’est qu’alors que les onduleurs « grid forming », orchestrés par le Power Plant Manager de SMA, peuvent fonctionner de la même manière que les générateurs synchrones des centrales électriques conventionnelles. Ils fournissent une réserve instantanée à partir du système de stockage à batterie afin de maintenir la stabilité du réseau électrique pour répondre aux fluctuations. Cette technologie est déjà utilisée dans les premiers systèmes de stockage à grande échelle, par exemple aux États-Unis. SMA aide ses partenaires du monde entier à préparer des projets initiaux de stabilisation du réseau à grande échelle, et dialogue en direct avec les opérateurs de réseau de ces pays, à la pointe de la transition énergétique.

Mise en place de la technologie Grid Forming de SMA pour assurer la stabilité du réseau dans une zone avec de grands systèmes photovoltaïques en Australie

SMA possède une longue expérience dans la fourniture de solutions « grid forming »

En matière de stabilité du réseau, SMA dispose d’une grande expérience sur laquelle s’appuyer : en Australie, la société est parvenue à stabiliser le réseau dans une zone dotée de très grands systèmes photovoltaïques. La technologie de système SMA utilisée y assure la stabilité des réseaux, malgré des distances extrêmement longues entre les centrales électriques PV et les consommateurs (AEMO – Australian Energy Market Operator).

Des rendements sûrs grâce aux services de réseau

Les technologies de SMA ouvrent de nouveaux modèles commerciaux sur le marché de l’énergie aux propriétaires comme aux exploitants de centrales électriques. En fournissant une réserve instantanée et une alimentation de court-circuit dans le cadre du « grid forming », les opérateurs deviennent des acteurs clés et s’assurent de rendements long terme. Grâce au système d’énergie SMA, la technologie solaire de SMA offre déjà une solution d’avenir pour les propriétaires et les exploitants de centrales électriques. Le système stabilise la fréquence du réseau et maintient prêtes à cet effet des réserves d’énergie instantanément disponibles à court terme. En conséquence, il fournit déjà aujourd’hui les fonctions de gestion du réseau nécessaires au paysage énergétique de demain. SMA pose ainsi les bases de la transition énergétique et de l’investissement durable dans l’électricité verte.

 

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