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RÉSUMÉ
Cet article traite de la gestion et de la valorisation du stockage dans les réseaux électriques, soulignant son rôle clé dans l’intégration des énergies renouvelables. Face à l’intermittence du solaire et de l’éolien, le stockage lisse les variations de production, assure la stabilité du réseau et améliore sa flexibilité. Il explore différentes technologies de stockage, comme les batteries, le pompage-turbinage et l’air comprimé, en abordant leurs applications, avantages et défis. Des cas d'application sont présentés, avant de conclure sur les enjeux environnementaux, notamment l’impact de l’extraction des matériaux et l’empreinte carbone, avec des perspectives de solutions durables pour accompagner la transition énergétique.
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Dhaker ABBES : Enseignant-chercheur Dr. Ing. HDR - Responsable de l’équipe Réseaux électriques L2EP – Junia Grande École d’Ingénieurs, Lille, France
INTRODUCTION
Le stockage de l’énergie est devenu un élément essentiel de la transition énergétique, notamment face à l’intégration croissante des énergies renouvelables dans les réseaux électriques. Les sources d’énergie renouvelables, telles que le solaire et l’éolien, bien que prometteuses en matière de réduction des émissions de carbone, souffrent de l’intermittence de leur production, créant ainsi des défis importants pour la stabilité et la fiabilité des systèmes électriques. Cette intermittence entraîne des écarts entre l’offre et la demande d’énergie, nécessitant des solutions de gestion flexibles. Dans ce contexte, les technologies de stockage de l’énergie se révèlent être des réponses adéquates pour lisser ces variations de production, stabiliser les réseaux et assurer une fourniture continue et fiable d’électricité, notamment en période de faible production ou de forte demande.
Les technologies de stockage permettent d’absorber l’excédent d’énergie lorsqu’elle est produite en trop grande quantité, de la conserver dans des systèmes adaptés, puis de la restituer ultérieurement pour répondre à la demande ou fournir des services auxiliaires tels que la régulation de la fréquence et l’équilibrage de la charge. En réduisant les écarts temporels entre la production et la consommation d’énergie, et parfois même géographiques dans certains systèmes décentralisés, le stockage devient un atout stratégique pour la gestion des réseaux électriques modernes.
Ce rôle central du stockage d’énergie est d’autant plus crucial à mesure que son déploiement se diversifie. Il peut désormais s’effectuer à différentes échelles, allant des installations centralisées aux systèmes décentralisés et aux micro-réseaux autonomes. Ces systèmes, à la fois connectés aux réseaux électriques principaux ou hors réseau, apportent une flexibilité indispensable, mais leur potentiel reste encore souvent limité par des défis réglementaires et économiques. En effet, les conditions de marché actuelles ne permettent pas toujours de valoriser l’ensemble des services que ces technologies peuvent offrir. De plus, certaines solutions de stockage demeurent coûteuses par rapport à des alternatives comme la production flexible ou l’extension des infrastructures de transmission d’énergie.
Historiquement, le stockage de l’énergie a été perçu principalement comme un moyen d’optimiser l’utilisation des ressources énergétiques dispatchables face à une demande fluctuante. Toutefois, avec la décarbonation croissante des systèmes énergétiques, il devient un levier essentiel pour améliorer l’efficacité globale, en permettant une meilleure exploitation des énergies renouvelables intermittentes. Dans cette optique, il est important d’adopter une approche systémique du stockage d’énergie, en valorisant la diversité des services qu’il peut offrir, tant dans les réseaux électriques centralisés que dans les applications à plus petite échelle, comme l’autoconsommation.
De ce fait, les principaux moteurs de l’augmentation de l’utilisation du stockage d’énergie incluent l’amélioration de l’efficacité énergétique, le soutien à l’intégration des ressources renouvelables variables, la montée en puissance de l’autoconsommation et de la production décentralisée d’énergie, ainsi que la nécessité croissante de renforcer la stabilité et la résilience des réseaux électriques. Ces défis sont amplifiés par l’électrification des secteurs d’utilisation finale, notamment dans les transports. L’optimisation de la gestion et de la valorisation du stockage s’impose ainsi comme un enjeu stratégique pour parvenir à un futur énergétique à faible empreinte carbone.
Cet article explore les différentes technologies de stockage de l’énergie, leurs applications et leur contribution à la gestion des réseaux électriques modernes. Il présente également les enjeux liés à leur déploiement, leurs avantages et leurs limitations, et propose une réflexion sur les stratégies nécessaires pour optimiser leur utilisation dans un contexte de transition énergétique.
MOTS-CLÉS
Transition écologique stockage d'énergie intégration des énergies renouvelables flexibilité des réseaux électriques
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3. Stratégies de gestion du stockage dans les réseaux électriques
3.1 Gestion de l’intermittence de la production d’énergie renouvelable
La production d’énergie à partir de sources renouvelables (ENR) est sensible aux conditions environnementales telles que la vitesse du vent, le rayonnement solaire, la température, etc. Cette nature intermittente entraîne des fluctuations imprévisibles de la production d’énergie renouvelable, ce qui complique son intégration dans le réseau électrique pour répondre à la demande en électricité. Ainsi, les systèmes de stockage d’énergie (SSE) offrent une solution pour lisser l’énergie intermittente produite par les ressources renouvelables en régulant leurs profils de puissance . Parmi les nombreuses technologies SSE, les systèmes de stockage par batteries (BESS) sont un choix populaire pour réguler la production intermittente des ENR. Cela s’explique par les caractéristiques des BESS, qui offrent une densité de puissance élevée, une modularité et une installation flexible. Dans , Xu et Shen ont démontré la capacité des BESS à résoudre l’intermittence des ENR dans un micro-réseau. Une gestion optimale centralisée de l’énergie a été utilisée pour contrôler plusieurs BESS distribués dans le micro-réseau afin de réguler la production des ENR tout en minimisant les coûts d’ajustement, en tenant compte des effets du tarif d’utilisation, des pertes de puissance et de l’efficacité du système.
Dans ...
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Stratégies de gestion du stockage dans les réseaux électriques
BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Stockage de l’énergie : comment le dimensionner ?
ANNEXES
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Dossier le stockage de l’énergie, Revue de l’Électricité et de l’électronique (REE), n° 5, décembre 2022, janvier-février 2023. https://see.asso.fr/produit/ree-2022-5/
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WATIER Alexandra, FERRARI Albert, Stockage de l’électricité : où en est-on ? Décryptage de la Fabrique Écologique, décembre 2020. https://www.lafabriqueecologique.fr/stockage-de-lelectricite-ou-en-est-on/
ADNOT Cécile (ECM 06) – AMBROISE Damien (ECL 14) – BARSACQ François (ECP 84, président de Centrale Énergies) – PROVOST DE LA FARDINIERE Romain (ECL 81) – RINGENBACH Cédric (ECN 96), Le Stockage de l’Énergie, dossier préparé par Centrale Énergie, 2017. https://www.centrale-energie.fr/spip/IMG/pdf/dossier_stockage_de_l_energie.pdf
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