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Vers un avenir tourné vers l’énergie solaire: renforcer l’aspect «grid friendly» des systèmes photovoltaïques

Dans la course contre le changement climatique, des chercheurs de l’UE étudient la manière dont nous pourrions améliorer le déploiement de l’énergie solaire dans notre système électrique.

Changement climatique et Environnement
Énergie

Les systèmes solaires photovoltaïques (PV) compétitifs, silencieux, propres et peu encombrants jouent un rôle fondamental dans la construction d’une Europe durable. Ils ont également été identifiés comme essentiels pour atteindre les objectifs en matière de durabilité définis dans la Stratégie de l’Europe 2020, qui promeut des niveaux plus élevés d’intégration de la PV.

Le défi du «trop plein» d’énergie solaire

Cependant, l’augmentation du déploiement de la PV n’est pas une tâche aisée. Alors que la technologie PV a démontré un énorme potentiel pour une intégration élevée dans un environnement aussi bien urbain que rural, elle se trouve confrontée à des obstacles. Le réseau électrique n’est pas en mesure de gérer un «trop plein» d’énergie solaire car la production solaire n’est pas distribuable: elle ne peut pas être éteinte ou rallumée pour répondre aux besoins fluctuants en électricité. S’ajoute à cela l’absence de contrôle sur le rayonnement du soleil et le fait que les centrales solaires ne sont pas «grid friendly» et ne peuvent donc pas soutenir de manière adéquate le réseau électrique lorsqu’une anomalie survient, telle que des perturbations électriques. En gardant à l’esprit ces limites et avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet PVCI s’est fixé comme ambition de trouver des solutions. Il s’est penché sur la manière dont les centrales photovoltaïques solaires pourraient être converties en centrales électriques davantage «grid friendly», afin d’accroître leur contribution solaire au bouquet électrique. «Une tâche majeure du projet consistait à développer des algorithmes de contrôle des centrales solaires qui permettraient un approvisionnement de “services auxiliaires” au réseau pour soutenir, par exemple, le réseau électrique lors des perturbations», rapporte Efstratios Batzelis, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie. En outre, le projet a étudié la stabilité du système électrique à une forte pénétration solaire afin d’évaluer la quantité d’énergie solaire déployable. «Nous avions pour ambition de fournir des informations sur la manière dont l’UE peut atteindre ses objectifs en matière d’énergie solaire et conserver sa position de leader dans l’industrie de l’énergie solaire».

Des développements clés

«Nous avons très vite compris que l’aspect “grid friendly” de la centrale solaire ne peut être renforcé que si cette dernière est capable de réguler sa production sur commande, à l’instar des centrales thermiques conventionnelles. Mais étant donné que nous ne pouvons pas brûler “davantage de soleil” comme nous le ferions avec un combustible, deux options s’offrent à nous. La première consiste à installer des batteries coûteuses et la seconde à faire fonctionner le système solaire en‑dessous de sa capacité», explique Efstratios Batzelis. À partir de ce constat, le projet a été le pionnier d’une méthode de contrôle permettant à un système photovoltaïque de conserver des réserves d’énergie, c’est‑à‑dire une énergie de secours ayant la capacité de libérer de l’énergie pour soutenir le réseau électrique durant les périodes difficiles. Le projet a également développé un cadre de modélisation permettant d’étudier la performance du système photovoltaïque dans des conditions transitoires et de distorsion du réseau électrique. Celui-ci peut être utilisé pour étudier la manière dont la stabilité du système électrique est affectée par l’augmentation du déploiement de l’énergie solaire.

Les démarches à venir

Au terme du projet PVCI, Efstratios Batzelis s’est vu attribuer une autre bourse de recherche prestigieuse de cinq ans par l’Académie royale d’ingénierie de l’Imperial College de Londres pour étendre ses recherches sur l’intégration de l’énergie solaire dans les pays en voie de développement. «Après avoir étudié les obstacles techniques au déploiement de l’énergie solaire dans l’UE, j’ai décidé que je devais désormais me concentrer sur les pays en voie de développement, actuellement confrontés à de sérieux problèmes pour atteindre leurs objectifs en matière d’énergie solaire ainsi que les objectifs de développement durable de l’Organisation des Nations unies», conclut Efstratios Batzelis.

Mots‑clés

PVCI, photovoltaïque (PV), contrôle, intégration, grid friendly, système électrique, solaire

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