Stockage d énergie dans le réseau électrique

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1 Stockage d énergie dans le réseau électrique Pierre-Olivier Moix HESSO-VS / ISI Page 1

2 Diverses Applications A divers niveaux Électronique portable Outillage Habitat Mobilité Infrastructure Village/Ville Région National/ International mwh Wh kwh MWh GWh TWh Page 2

3 Applications stationnaires Individu: Nécessité (offgrid), autoconsommation Industrie: Backup, lissage de pointe (optimisation tarif) Apéro Réseau électrique: Rapide: Stabilisation (f, primaire, secondaire ) Court/moyen terme: Shift journalier d énergie Long terme: Shift saisonnier d énergie Intégration renouvelable, support réseau en cas de problèmes Page 3

4 Pourquoi? Problématique du réseau électrique Réseau électrique Maintenir l équilibre production-consommation en tout temps Temps de mise en service des centrales Fiabilité Prix Energies renouvelables Prédictible à court terme globalement Presque imprédictible localement Intermittentes Page 4

5 Intermittence Production 20 mars 2015: trou de 13GW entre 10h30 et 12h30 Page 5

6 Système de réglage du réseau électrique Primaire, secondaire, tertiaire Arrêter la dérive de fréquence Rétablir la fréquence Page 6

7 Première application du stockage sur les réseaux Réglage de fréquence primaire Comportement naturel des groupes tournants: inertie Planification de réserve d urgence toujours prêtes Image ABB Page 7

8 Planification Correspondre à des plans de production/consommation 20 mars: pas de problèmes car bien anticipé Page 8 Image ABB

9 Limiter les variations rapides Pour des questions de stabilité locale, dp/dt limité Notamment pour l éolien: montée en puissance limitée Image LGCHEM Page 9

10 Stockage pour régler des problèmes techniques locaux Choix d investissement: Installer du stockage pour absorber une production/consommation instantanée Changer une ligne Page 10

11 Déplacement d énergie à moyen terme Journalier: jour-nuit Hebdomadaire (éolien) Page 11

12 Déplacement d énergie saisonnier Technologies à mettre au point à large échelle: Power to Gas au stade démonstrateur (facteur 10 de prix) Mutualisation et complémentarité des technologies Page 12

13 Rentabilité Cumuler les revenus Peu/pas de rentabilité pour une application unique Page 13

14 Qu est ce qui s installe? Aujourd hui: projets de stockage en fonction dans le monde Flywheel Batteries (Nas, Lithium (RedOx)) Pompage turbinage Air-comprimé (!attention seulement 2 installations dans le monde) Power 2 gaz (prototype) Différer la production: stockage thermique DSM Page 14

15 Qu est ce qui s installe? Application Chaque techno ses propriétés et son application. Page 15

16 Combien? Dimensionnement Stockage Par simulations de profils Profils réaliste pour établir les besoins Energie Puissance Calculateur pour faisabilité/1 er dimensionnement OPEX/CAPEX Prix à l utilisation du kwh stocké $/kwhthourput Page 16

17 Dimensionnement Eléments pris en compte Propriété des stockeurs: Rendement de cycle DOD: profondeur de décharge Autodécharge Courant typique C max Chemin de l énergie Chaines de conversion Page 17

18 Risques des modèles théoriques Contraintes physiques des éléments Ne pas réfléchir uniquement à haut niveau: les éléments doivent fonctionner ensemble! Tenir compte des composants non-idéaux Séparer énergie et puissance dans les dimensionnements Page 18

19 Conclusions Stockage réseau Gestion de l équilibre de la grande machine «réseau électrique»: Eléments flexibles nécessaires Actuellement: équilibre instantané : réserve de puissance (Après-)Demain: déplacement d énergie quotidien/saisonnier Différents principes physiques Pratiquement: batteries, flywheel, (pompage turbinage) Dimensionnement Profils d utilisation Page 19

20 Conclusions Le stockage, sujet de mode Ce travail était un point actuel et non prospectif Le stockage fait partie de l équation globale finale A quel point doit-on en rêver? Discussion pour l apéro: Stockage Page 20