Objectif Terre  | Au Nom de la Déesse-Mère

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90% de solaro-éolien grâce au stockage batterie intra-day: réponse à un lecteur

Publié par Olivier D sur 6 Mars 2017, 12:38pm

Lecteur: " Pour obtenir une production annuelle de 90% de 500 TWh (petite marge de réserve), soit 450 TWh avec l'éolien et le solaire, en prenant leur taux de charge moyen pluri-annuel, il faudrait disposer d'une capacité installée de : 
- 100 GW d'éolien et 205 GW de solaire, ou
- 90 GW d'éolien et 222 GW de solaire, ou

- 80 GW d'éolien et 238 GW de solaire, ou ..."

Réponse: Il est possible de surdimensionner le parc solaro-éolien, personne n'oblige de produire seulement 450 TWh par an. Par ailleurs le bon mix c'est du environ 60% éolien + 40% solaire, car la demande est plus forte l'hiver que l'été.

Lecteur: "Mais ce ne serait que des moyennes annuelles, supposant un stockage illimité et au rendement impossible de 100%, tout cela n'ayant aucun rapport avec la réalité."

Réponse: Le rendement des batteries étant très bon, en première approximation on peut le considérer égal à 100%. Ensuite il suffit de corriger pour affiner le résultat.

Lecteur: "Cela apparaît très vite au simple niveau mensuel, avec 100 GW d'éolien et 205 GW de solaire par exemple. Pour janvier 2017, l'éolien aurait produit 17,0 TWh et le solaire 10,8 TWh : total 27,8 TWh pour une consommation de 57,0 TWh (49%). Pour décembre 2016, l'éolien aurait produit 13,1 TWh et le solaire 10,3 TWh : total 23,4 TWh pour une consommation de 50,3 TWh (47%). Mais pour juillet 2016, l'éolien aurait produit 9,2 TWh et le solaire 33,5 TWh : total 42,7 TWh pour une consommation de 33,5 TWh (127%). Les variations sont à l'évidence beaucoup plus considérables au niveau journalier et surtout infra-journalier."

Réponse: refaire le calcul sur la base d'un rapport 60% éolien versus 40% solaire PV, et en augmentant éventuellement les puissances solaires et éoliennes de telle manière à ce que l'on parvienne à 90% de solaro-éolien à l'échelle annuelle. Les surplus ponctuels peuvent être soit perdus, soit utilisés par exemple pour réaliser du Power-to-Heat en chauffant les roches environnant les pompes à chaleur. A noter que la puissance installée des chauffe-eau électriques installés en France est de 9 GW.

EDIT 7 mars 2017, réponse du Lecteur:

Lecteur: "Vous faites de la modulation numérique lorsque la production "éolico-solaire" est inférieure à 50% de la consommation plusieurs jours de suite ?"

Réponse: Bien sûr que non, uniquement pour l'intraday.

Lecteur: Avez-vous remarqué que certains jours d'hiver (souvent) l'éolien est bien faible et le solaire à son minimum annuel ? Que certains jours d'été, le solaire est bien faible avec peu de vent ?

Réponse: Environ 30 jours par an au total.

Lecteur: Pour continuer le message précédent, voyons les réalités quotidiennes et horaires, avec 100 GW d'éolien et 205 GW de solaire qui nous donne une production annuelle moyenne de 450 TWh, soit 90% d'une consommation annuelle de 500 TWh. 

Réponse: le ratio éolien /solaire choisi n'est pas optimal. Et plafonner à 450 TWh semle peu judicieux étant donné que perdre 10 ou 20% de la production permet de parvenir globalement à un niveau solaro-éolien plus élevé.

Lecteur: "En janvier 2017, à l'exception d'un jour exceptionnel (taux de charge de 59% pour l'éolien), éolien et solaire n'ont produit que 18,7% à 76,3% de la consommation. Lorsqu'il manque de 368 GWh à 1.495 GWh sur une journée (en janvier 2017), ce n'est pas avec l'hydraulique de lac, les STEP (déjà à sec) et 360 GWh de batteries (vides aussi) que vous allez satisfaire la consommation. Et ne comptez pas sur les importations, surtout lorsqu'il manque 7,4 TWh en six jours consécutifs ou 11,7 TWh en dix jours à un autre moment. En juillet 2016, lorsque la production éolien+solaire dépasse la consommation de 15% à 64%  pendant 25 jours du mois, avec des excédents qui dépassent 360 GWh pendant 14 jours (dont jusqu'à 7 jours consécutifs), que faites-vous des excédents ? A noter qu'en hiver, en journée, le solaire a produit jusqu'à 6 à 10 fois plus d'électricité que l'éolien, le 2 janvier 2017 par exemple, malgré une capacité installée beaucoup plus faible en solaire (6.770 MW contre 11.710 MW). Un taux de charge de l'éolien qui peut descendre jusqu'à 2,3% : c'est ça le foisonnement éolien ?  Certes, il y a toujours du vent en France (et en Europe), mais combien ? Toujours avec 100 GW d'éolien et 205 GW de solaire (pour un mix "à plus de 90% de solaro-éolien", il aurait manqué 60 GW de puissance pendant plus de 15 heures consécutives à plusieurs reprises en janvier 2017, dont un manque de 70 GW (puissance) pendant plusieurs heures et jusqu'à 81 GW de manque certains jours.

Réponse: voir réponse précèdante.

Lecteur: Sans vider tous les lacs de barrage en deux semaines (pas assez de turbines pour cela), "quelques centrales thermiques" c'est combien de centrales thermiques et combien de MW thermiques installés ? Cela ne changerait guère avec 200 GW d'éolien et 100 GW de solaire."

Réponse: la puissance thermique d'appoint est à adapter en fonction des besoins. Elle est inférieure à 90 GW. Mais même si l'on devait installer 90 GW de centrale thermique d'appoint, l'approche resterait pertinente.  Le point important à comprendre est que la part de la production thermique (y compris biogaz) dans le mix annuel peut être réduite à moins de 10%. Ceci grâce à la parfaite complémentarité du solaire et de l'éolien à l'échelle saisonnière en Europe de l'ouest, au stockage dans l'eau chaude et aux batteries stationnaires et mobiles.

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