{"id":25456,"date":"2015-09-09T10:22:52","date_gmt":"2015-09-09T10:22:52","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/?p=25456"},"modified":"2016-04-04T13:05:41","modified_gmt":"2016-04-04T13:05:41","slug":"facteur-de-charge-et-rendement-energetique-du-stockage-rendent-lointains-les-reves-ecologiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/2015\/09\/09\/facteur-de-charge-et-rendement-energetique-du-stockage-rendent-lointains-les-reves-ecologiques\/","title":{"rendered":"Facteur de charge et rendement \u00e9nerg\u00e9tique du stockage rendent lointains les r\u00eaves \u00e9cologiques"},"content":{"rendered":"<p>La substitution, durant les d\u00e9cennies \u00e0 venir, de la combustion dans les centrales \u00e0 flamme de ressources carbon\u00e9es (lignite, charbon, gaz naturel et autres d\u00e9riv\u00e9s de la biomasse) par les \u00e9nergies intermittentes non polluantes (\u00e9olien et solaire), associ\u00e9es \u00e0 de copieux moyens de stockage, appara\u00eet pour certains, proches des id\u00e9ologies \u00e9cologistes, comme in\u00e9luctable.<\/p>\n<p>Ces affirmations r\u00e9currentes, bas\u00e9es sur des arguments qualitatifs d&rsquo;\u00e9puisement des ressources ou de r\u00e9chauffement \u00e0 venir, souffrent malheureusement de l&rsquo;absence d&rsquo;une approche chiffr\u00e9e du probl\u00e8me.<\/p>\n<p>Rappelons, tout d&rsquo;abord, en prenant l&rsquo;exemple de l&rsquo;Allemagne, que cette grande Nation, peu d\u00e9pendante de centrales \u00e9lectronucl\u00e9aires locales ou voisines, comme celle de Fessenheim, g\u00e9n\u00e8re 60% de ses productions d&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9 dans des centrales \u00e0 flamme (317 TWh\u00a0 sur un total de 520 TWh g\u00e9n\u00e9r\u00e9s en 2014).<\/p>\n<p>Le probl\u00e8me simplement pos\u00e9 est le suivant: combien une Nation ou un ensemble de Nations \u00e9lectriquement interconnect\u00e9es devraient installer de puissance \u00e9olienne ou photovolta\u00efque pour assurer sans faille une fourniture de puissance ad\u00e9quate au r\u00e9seau \u00e9lectrique.<\/p>\n<p>Pour approcher simplement ce probl\u00e8me il est possible de supposer une Puissance intermittente install\u00e9e Pi (en GW) pour satisfaire de fa\u00e7on autonome, une puissance moyenne P (en GW) au r\u00e9seau, soit de fa\u00e7on directe soit au travers de divers modes de stockages en tampon (\u00e9lectriques, chimiques r\u00e9versibles ou m\u00e9caniques) n\u00e9cessaires et suffisants pour r\u00e9pondre \u00e0 toute demande instantan\u00e9e de puissance \u00e9lectrique. Nous ne chiffrerons pas pour l&rsquo;instant la taille et les investissements \u00e0 r\u00e9aliser dans ces \u00e9normes moyens de stockage.<\/p>\n<p>La ressource de puissance disponible, durant un an par exemple, pour assurer le stockage va \u00eatre proportionnelle, pour un facteur de charge moyen C (0&lt;C&lt;1) des installations intermittentes \u00e0\u00a0 <span style=\"color: #ff0000;\"><strong>(Pi-P)*C.<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Le pompage d&rsquo;\u00e9nergie, \u00e0 partir des moyens de stockage dont le rendement global moyen est R (0&lt;R&lt;1) durant la m\u00eame p\u00e9riode va \u00eatre proportionnelle \u00e0 <span style=\"color: #ff0000;\"><strong>(P\/R) *(1- C)<\/strong><\/span> <\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Le facteur (1-C) quantifiant la fraction de temps durant laquelle les ressources intermittentes ne sont pas disponibles.<\/span><\/p>\n<p>La continuit\u00e9 de la prestation implique l&rsquo;\u00e9galit\u00e9 des deux termes (l&rsquo;\u00e9nergie stock\u00e9e au rendement pr\u00e8s, est \u00e9gale \u00e0 l&rsquo;\u00e9nergie consomm\u00e9e) d&rsquo;o\u00f9 il est possible de d\u00e9duire en fonction de P puissance moyenne d\u00e9sir\u00e9e, la puissance intermittente \u00e0 installer:<\/p>\n<h1 style=\"text-align: center;\"><span style=\"color: #ff0000;\"><strong>Pi = P * [1 + (1-C)\/RC ]<\/strong><\/span><\/h1>\n<p>La puissance intermittente install\u00e9e va d\u00e9pendre du facteur de charge moyen\u00a0 <strong>C<\/strong> des installations et du rendement moyen <strong>R<\/strong> des modes de stockage choisis.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/Puissance-intermittente-facteur-de-charge-et-rendement-de-stockage1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-25911\" title=\"Puissance intermittente, facteur de charge et rendement de stockage\" src=\"http:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/Puissance-intermittente-facteur-de-charge-et-rendement-de-stockage1.jpg\" alt=\"\" width=\"483\" height=\"385\" srcset=\"https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/Puissance-intermittente-facteur-de-charge-et-rendement-de-stockage1.jpg 483w, https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/Puissance-intermittente-facteur-de-charge-et-rendement-de-stockage1-300x239.jpg 300w, https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/Puissance-intermittente-facteur-de-charge-et-rendement-de-stockage1-75x60.jpg 75w\" sizes=\"auto, (max-width: 483px) 100vw, 483px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ce graphique vous donne une estimation des puissances intermittentes \u00e0 installer pour une puissance P disponible \u00e0 tout instant sur le r\u00e9seau en fonction du rendement de stockage de l&rsquo;\u00e9nergie \u00e9lectrique. Prenez R=0,9 pour un stockage essentiellement \u00e0 base de pompage turbinage alpin; prenez R=0,6 pour un stockage \u00e0 base d&rsquo;hydrog\u00e8ne.<\/p>\n<p>Les points en haut du graphique, d&rsquo;un facteur de charge de 10%, illustrent par exemple le solaire allemand qui n\u00e9cessiterait avec un tr\u00e8s bon rendement de stockage alpin d&rsquo;installer une puissance nominale intermittente 11 fois sup\u00e9rieure \u00e0 la puissance continue d\u00e9sir\u00e9e et avec un stockage m\u00e9diocre \u00e0 base d&rsquo;hydrog\u00e8ne par exemple n\u00e9cessiterait une puissance intermittente de 16 fois la puissance continue d\u00e9sir\u00e9e. Ceci illustre l&rsquo;incompatibilit\u00e9 \u00e9vidente entre une mi\u00e8vre g\u00e9n\u00e9ration solaire allemande et un pauvre stockage d&rsquo;\u00e9nergie \u00e0 l&rsquo;hydrog\u00e8ne, m\u00eame si par soucis d&rsquo;\u00e9conomie l&rsquo;hydrog\u00e8ne est envoy\u00e9 dans le r\u00e9seau de gaz naturel.<\/p>\n<p>L&rsquo;EIA vient de publier des statistiques relatives aux facteurs de charge mesur\u00e9s dans diverses localisations et pour divers moyens de g\u00e9n\u00e9ration \u00e9lectrique.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/facteur-de-charge-EIA.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-25466\" title=\"facteur de charge EIA\" src=\"http:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/facteur-de-charge-EIA.jpg\" alt=\"\" width=\"568\" height=\"288\" srcset=\"https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/facteur-de-charge-EIA.jpg 568w, https:\/\/blogs.thesocialmedia.com\/leblogenergie\/files\/2015\/09\/facteur-de-charge-EIA-300x152.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 568px) 100vw, 568px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Pour l&rsquo;\u00e9olien les facteurs de charge raisonnables varient de 30% pour l&rsquo;Australie et la Nouvelle Z\u00e9lande, 27% pour les \u00c9tats-Unis et 22% pour l&rsquo;Europe (OCDE).\u00a0 C=0,3 peut \u00eatre g\u00e9n\u00e9reusement choisi, soit un coefficient (1-C)\/C = 2.33 . A ce jour, selon l&rsquo;EIA, le facteur de charge \u00e9olien + solaire en Europe serait de 18% et donc un coefficient (1-C)\/C\u00a0 de 4,5.<\/p>\n<p>Quand aux rendements de stockage on sait qu&rsquo;ils sont excellents pour les centrales de pompages turbinages, mais dont les sites d&rsquo;implantation ne sont pas pl\u00e9thoriques et qu&rsquo;ils seront ex\u00e9crables pour les solutions de type Power to Gas qui utilisent l&rsquo;Hydrog\u00e8ne.<\/p>\n<p>Supposons des \u00e9lectrolyseurs avec d&rsquo;excellents rendement \u00e9lectriques de\u00a0 60% et des Piles \u00e0 Combustibles, en grands nombres, utilis\u00e9es \u00e0 faible r\u00e9gime avec des rendements eux-aussi de 60%, ceci conduit \u00e0 un rendement de stockage \u00e9lectrique assez miteux autour des 30%. C&rsquo;est la raison pour laquelle Siemens pr\u00e9conise d&rsquo;injecter l&rsquo;Hydrog\u00e8ne dans le r\u00e9seau de gaz.<\/p>\n<p>En conclusion avec un excellent facteur de charge moyen de 30% et un rendement moyen de stockage\u00a0 \u00e9lectrique de 60%, la puissance intermittente \u00e0 installer devrait \u00eatre 5 fois plus importante que la puissance moyenne d\u00e9sir\u00e9e.<\/p>\n<p>Il est possible d&rsquo;en d\u00e9duire que les investissements de g\u00e9n\u00e9ration et de stockage \u00e9lectriques n\u00e9cessaires pour atteindre l&rsquo;objectif d&rsquo;autonomie des \u00e9nergies intermittentes seraient absolument dissuasifs.<\/p>\n<p>Du r\u00eave \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9 il est parfois utile que quelques chiffrages simples soient r\u00e9alis\u00e9s.<\/p>\n<p>LIRE le papier r\u00e9cent de<a href=\"http:\/\/www.eia.gov\/todayinenergy\/detail.cfm?id=22832\" target=\"_blank\"> l&rsquo;EIA am\u00e9ricaine sur les facteurs de charge<\/a><\/p>\n<p>Le 9 Septembre 2015, compl\u00e9t\u00e9 le 9 Mars 2016.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La substitution, durant les d\u00e9cennies \u00e0 venir, de la combustion dans les centrales \u00e0 flamme de ressources carbon\u00e9es (lignite, charbon, gaz naturel et autres d\u00e9riv\u00e9s de la biomasse) par les \u00e9nergies intermittentes non polluantes (\u00e9olien et solaire), associ\u00e9es \u00e0 de copieux moyens de stockage, appara\u00eet pour certains, proches des id\u00e9ologies \u00e9cologistes, comme in\u00e9luctable. 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