La courbe du canard et le curtailment : deux effets de l’intégration des énergies renouvelables
La courbe du canard et le curtailment dans le système électrique sont deux notions qui permettent de mieux comprendre comment les énergies renouvelables s’intègrent dans le réseau électrique traditionnel. Voyons cela étape par étape.
Sommaire
Les systèmes renouvelables comme alternative
La courbe du canard : le décalage entre la demande et la production photovoltaïque
Curtailment : quand il y a trop d’énergie renouvelable sur le réseau
Solutions à la courbe du canard et au curtailment : smart grids et stockage d’énergie
Les systèmes renouvelables comme alternative
La préoccupation croissante et compréhensible concernant les effets nocifs des centrales de production conventionnelles sur l’environnement a conduit, depuis plusieurs années, à une augmentation de la capacité de production renouvelable et à une présence plus importante de ces sources dans le mix énergétique de nombreux pays.
Qu’est-ce que cela signifie pour nous, les consommateurs ? En principe, cela ne devrait pas nous affecter directement. Mais il est également important de comprendre qu’une présence accrue des énergies renouvelables dans notre système électrique implique une certaine adaptation et l’acceptation de certains risques.
Deux notions reviennent souvent lorsque l’on parle de l’intégration des énergies renouvelables dans les réseaux électriques : la courbe du canard et le curtailment. Voyons ce qu’elles signifient.
La courbe du canard : le décalage entre la demande et la production photovoltaïque
Qu’est-ce que la courbe du canard ?
La courbe du canard est le nom donné au graphique qui montre le décalage entre la production photovoltaïque et la demande d’électricité des consommateurs au cours de la journée. La duck curve a été popularisée pour la première fois par le gestionnaire de réseau californien CAISO (California Independent System Operator).
Pourquoi la courbe du canard se produit-elle ?
Les pics les plus importants de demande d’électricité se produisent généralement en fin de journée, lorsque le soleil n’est plus présent et que l’énergie photovoltaïque ne peut donc plus nous aider. À l’inverse, les heures de plus forte production solaire, à condition qu’aucun nuage ne vienne s’inviter à l’horizon, ont lieu pendant la journée, lorsque la demande a tendance à diminuer sensiblement.
Ce décalage peut être observé dans le graphique suivant, qui montre la demande non couverte par la production photovoltaïque. Sa forme rappelle celle d’un canard, d’où l’expression « courbe du canard ».
Qu’est-ce que cela veut dire ? Tout simplement que, au moment où nous avons le plus besoin d’énergie solaire pour allumer la lumière ou préparer le dîner, nous ne pouvons pas compter sur elle. Nous devons alors recourir à d’autres sources d’énergie, principalement conventionnelles, avec l’impact environnemental que cela peut entraîner si nous ne disposons pas de suffisamment d’hydroélectricité ou d’autres sources renouvelables pilotables.
Curtailment : quand il y a trop d’énergie renouvelable sur le réseau
Vous avez peut-être entendu ce mot récemment. La règle de base du système électrique est que l’offre et la demande doivent toujours être équilibrées : nous devons consommer la même quantité d’électricité que celle que nous produisons.
Une autre particularité des systèmes de production renouvelable est leur forte variabilité. Nous ne pouvons contrôler ni la force du vent ni l’arrivée des nuages. Bien sûr, il existe des tendances que l’on peut identifier, comme les zones où le vent souffle davantage ou celles où il y a moins d’ombre et où l’on peut mieux exploiter la lumière du soleil. Malgré cela, le niveau de variabilité reste élevé.
Qu’est-ce que le curtailment ?
Lorsque nous parlons de la courbe du canard, nous faisons référence aux heures de demande que la production photovoltaïque ne peut pas couvrir. Le curtailment —ou réduction de la production renouvelable— désigne exactement l’inverse : un excès de production renouvelable que le réseau n’est pas capable de gérer et qui peut même entraîner des prix de l’électricité très bas, voire proches de zéro.
Dans ces cas, l’opérateur du réseau doit contacter la centrale de production pour lui demander de réduire ou d’arrêter sa production, car il n’y a pas assez de demande pour utiliser toute cette énergie ou parce que le réseau n’a pas la capacité de l’absorber.
Au final, cette énergie disponible sous forme de vent ou de lumière solaire n’est pas utilisée, faute de pouvoir être consommée, stockée ou transportée efficacement.
Solutions à la courbe du canard et au curtailment : smart grids et stockage d’énergie
Smart grids
Les solutions possibles pour limiter le curtailment et aplatir la courbe du canard passent notamment par l’amélioration de la capacité du réseau, afin que le système puisse gérer plus efficacement l’équilibre entre l’offre et la demande.
Ces dernières années, le terme smart grids s’est imposé pour désigner des réseaux intelligents qui, grâce aux technologies numériques, sont capables de prévoir et de gérer de manière plus efficace et durable les variations entre l’offre et la demande.
Flexibilité grâce au stockage de l’énergie
Une autre solution consiste à rendre les systèmes électriques plus flexibles. Comment y parvenir ?
À l’échelle du réseau, certains pays mettent déjà en place, ou ont déjà mis en place, des systèmes connus sous le nom de FESS, pour Flywheel Energy Storage System. Il s’agit de grands volants d’inertie, ou systèmes de stockage inertiel, qui contribuent à stabiliser le réseau en maintenant la fréquence nécessaire : 50 Hz en Europe et 60 Hz en Amérique. En résumé, ils reproduisent certaines fonctions des systèmes de production traditionnels, tout en s’adaptant mieux à la variabilité des énergies renouvelables.
À l’échelle domestique, mais aussi dans les entreprises et l’industrie, les batteries lithium-fer-phosphate, LiFePO4, apparaissent comme une alternative intéressante pour stocker l’énergie lorsqu’elle est disponible et l’utiliser lorsque nous en avons besoin. Un exemple très clair serait de stocker l’énergie solaire produite pendant la journée afin de pouvoir l’utiliser le soir, précisément au moment où la demande augmente le plus.
Chez LILAK, nous préférons nous concentrer sur les solutions plutôt que sur les problèmes, même s’il est essentiel de bien les comprendre. C’est pourquoi nous pensons que fournir aux consommateurs des systèmes de stockage d’énergie à petite échelle, sous forme de réserves de lumière, peut représenter une contribution modeste mais importante à des systèmes électriques plus sûrs et plus durables. Cela peut également devenir une ressource utile en cas de problème sur le réseau.
Nous arrivons ainsi à la fin de ce nouvel article. Nous espérons que vous l’appréciez autant que nous. Et si vous subissez une coupure de courant dans les prochains jours, même si nous espérons évidemment que ce ne sera pas le cas, ces informations pourront vous aider à mieux comprendre ce qui se passe.