La réduction est la réponse facile – Mobilité Urbaine

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Piles
Centrale solaire Tesla Hawaii

Publié le 15 juin 2019 |
par Barry A.F.

15 juin 2019 par Barry A.F.


Dans un article récent, nous avons constaté que la réduction des énergies renouvelables pourrait être meilleur marché que le stockage d'énergie à l'échelle du réseau. Parfois, la solution la plus simple est la meilleure. Cependant, étant donné la complexité des réseaux électriques dans le monde, nous devrions également examiner toutes les solutions disponibles pour nous assurer de faire le meilleur choix pour chaque application.

La production d'énergie renouvelable varie non seulement d'un jour à l'autre, mais d'une saison à l'autre. Les conditions printanières fournissent souvent une excellente production solaire car le soleil est brillant, mais l'utilisation du courant alternatif est faible. Les chaudes journées d'été, par contre, suivent bien l'utilisation du courant alternatif, mais la courbe de canard de l'après-midi entre en jeu, ce qui rend difficile le jumelage direct de la génération à la consommation. Le vent, bien que prévisible avec une précision raisonnable, présente également de grandes variations d'un jour à l'autre et d'une saison à l'autre.

La droite arme déjà l'intermittence des énergies renouvelables et cela ne fera que s'intensifier à mesure que la réduction de la production d'énergie renouvelable entrera dans la discussion. Ils utiliseront ce cri de ralliement contre toutes les énergies renouvelables, quel que soit leur mérite. Cela convaincra les masses car, même si la réduction est déjà largement utilisée, les connaissances sur son coût et son efficacité sont principalement réservées aux acteurs de l’industrie et aux membres du public très instruits.

Il est intéressant de noter que la Californie est déjà en train de limiter la production solaire, bien que le solaire semble plus facile à réduire que les combustibles fossiles ou l’énergie hydroélectrique.

Une introduction à la réduction

Pour ceux qui ne savent pas comment la réduction est utilisée aujourd'hui, la production d'électricité à partir de combustibles fossiles doit être utilisée dès qu'elle est générée, car la plupart des réseaux disposent d'une capacité de stockage très réduite, hormis l'hydroélectricité pompée (disponible uniquement à certains endroits). En général, le gaz naturel peut être étranglé lorsque la demande est faible (les centrales les plus anciennes sont les moins susceptibles de le faire), le charbon est relativement difficile à étrangler et le nucléaire ne l'est généralement pas. En théorie, il est possible d'étouffer toutes les sources d'énergie, mais dans la pratique, étrangler le charbon et le nucléaire est souvent un casse-tête plus qu'il ne vaut la peine, ce qui n'est pas courant.

En Australie, au lieu d'étouffer le charbon, ils l'utilisent pour chauffer de l'eau chaude la nuit afin de stabiliser la demande en créant une demande artificielle alors que la production serait autrement réduite. Cela permet également de réduire la demande diurne lorsque le réseau est le plus utilisé et qu’ils ont du mal à répondre à la demande de pointe. La pratique consiste essentiellement à faire passer les charges diurnes dans la nuit. La pratique entraîne des pertes, car l'eau chaude est générée et stockée lorsqu'elle n'est pas vraiment nécessaire et perd de la chaleur en attendant d'être utilisée. Plus sur cela plus tard.

Alternatives pour éviter la réduction

Alors, quelles sont nos autres options pour éviter les compressions? Le stockage sur batterie est la solution la plus évidente. Il suffit d'installer une capacité de stockage de batterie à l'échelle du réseau suffisante pour répondre à la demande, puis de dimensionner la production solaire et éolienne pour la combler. Cela ne va inévitablement pas suivre parfaitement, ce qui entraînera une certaine réduction et, pendant la saison intermédiaire, la réduction sera supérieure à la moyenne. Les batteries à l'échelle du réseau constituent des solutions raisonnables pour faire correspondre l'offre à la demande car les prix des batteries devraient continuer à chuter.

Attendez-vous à des avancées technologiques et à ce que les accumulateurs réseau ne se limitent pas aux produits chimiques lithium-ion, comme ils l'ont été pour la plupart. De nouveaux produits chimiques et techniques de stockage d'énergie, allant des batteries à décharge au solaire thermique, en passant par le sel fondu et le fer nickel, répondent déjà à ces besoins et cela ne concerne même pas les avancées technologiques que nous pouvons attendre des innovations futures.

Les systèmes de batteries résidentielles fixes deviendront probablement monnaie courante à mesure que les prix chuteront. Tesla a fait un travail incroyable en concevant le logiciel pour que sa batterie Powerwall fonctionne de manière transparente afin d'optimiser l'efficacité de la réduction des charges du réseau tout en maximisant son utilité. Les batteries domestiques améliorent également la résilience en cas de catastrophe naturelle, ce qui peut être optimisé grâce à un logiciel intelligent supplémentaire, tel que Storm Watch de Tesla Powerwall, qui recherche activement les menaces externes sur le réseau et stocke de manière proactive le courant si une menace est identifiée. Ces batteries plus petites peuvent également être reliées pour former des centrales électriques virtuelles. Enfin, les piles communautaires sont un concept très rentable s’ils se généralisent.

Ajuster la direction des panneaux solaires est une autre option viable pour ajuster le calendrier de production. À un moment donné, la Californie avait un incitatif de 500 dollars pour installer des panneaux solaires du côté ouest des bâtiments afin de lutter contre la courbe des canards. Cependant, ces mesures incitatives, voire l’ajout de suiveurs de panneaux solaires, augmentent le coût d’un système et ne sont pas pratiques pour les installations sur le toit. Quelques panneaux supplémentaires peuvent coûter moins cher mais ne font qu’ajouter au problème de la réduction.

Il est intéressant de noter que la Californie et d’autres juridictions ont conclu des contrats d’importation / exportation d’électricité incompatibles avec le nouveau paysage des énergies renouvelables. Ceux-ci devront être renégociés. D'un autre côté, la vente d'énergie supplémentaire aux États voisins ou aux provinces constitue une alternative raisonnable. En fait, avec des contrats bien négociés, on peut virtuellement envoyer de l’énergie à travers un continent.

S'il serait inefficace de transmettre directement de l'énergie sur des milliers de kilomètres, par exemple, si la Californie vend son excédent de pouvoir à bon marché à un État voisin, cet État peut envoyer son pouvoir à son voisin et enchaîner la technique autant que nécessaire. Étant donné que les conditions météorologiques sont régionales, il y aura des endroits avec une production moins renouvelable à tout moment. Cela nécessite de la prévoyance et des contrats construits pour soutenir la nouvelle logique ainsi qu'un réseau bien conçu. Les deux sont fondamentaux dans le travail de modélisation déjà effectué pour cartographier des réseaux 100% renouvelables.

Le stockage hydroélectrique par pompage est une option pour les endroits présentant un terrain géographiquement favorable pour les générateurs d’hydroélectricité. Tous ces emplacements ne disposent pas encore des pompes nécessaires pour remonter l'eau au sommet du réservoir afin de stocker tout excès d'énergie, bien qu'il en existe déjà dans de nombreux endroits.

Centrale hydroélectrique à accumulation pompée de Cruachann à Argyll and Bute, en Écosse.

Comme mentionné précédemment, l’Australie utilise inflexible charbon pour chauffer l'eau chaude la nuit. Cette technique peut également être utilisée ailleurs pour absorber la production excédentaire issue des énergies renouvelables. En cas de production excessive d’énergie au cours de la journée (solaire) ou de la nuit (éolienne), les contrôleurs intelligents peuvent être utilisés dans les habitations / les zones commerciales / industrielles pour les absorber sous forme de chauffage de l’eau destinée à être stockée dans un réservoir d’eau, chauffage par temps très froid des bâtiments au-delà du point de consigne du thermostat (dans des limites raisonnables), refroidissement supplémentaire dans les climats chauds, etc.

Il est intéressant de noter que des systèmes ont déjà été développés, tels que Ice Bear, qui gèle de l'eau la nuit pour fournir une climatisation pendant la journée et permettre de fonctionner autour des taux de pointe. Des systèmes similaires peuvent également être développés pour stocker de la chaleur. Les services publics peuvent soutenir l'électrification des transports et créer un nouveau marché pour eux-mêmes en offrant un surplus d'énergie pour recharger les véhicules électriques à un taux réduit. Cela peut être automatisé via des chargeurs intelligents ou par des déclencheurs manuels pour que les propriétaires sachent qu'ils peuvent le brancher et l'imprégner. Les services publics du monde entier commencent déjà à utiliser les chargeurs de véhicules électriques pour absorber ou éliminer des charges afin de maintenir l'équilibre du réseau. C'est donc bien plus qu'une simple réflexion sur le ciel bleu.

Il existe également des méthodes moins classiques de stockage d'énergie susceptibles de devenir viables pour un déploiement à grande échelle dans le futur, telles que:

Défis du changement climatique

Les batteries sont excellentes pour la demande attendue, mais l'un des défis de la conception du réseau d'énergies renouvelables du futur est de répondre à une demande exceptionnelle et inattendue. Alors que les modèles utilisent généralement les données historiques de la demande et de la météo pour concevoir les quantités nécessaires d'actifs renouvelables et de stockage, le changement climatique a déjà fortement entravé nos modèles météorologiques. Une vague de chaleur sévère ou une tempête hivernale extrême pourrait épuiser nos batteries. Couplé à une puissance de générateur faible et inattendue, il pourrait en résulter des pénuries d’énergie, car nous n’aurons pas de stockage saisonnier à long terme si nous n’utilisons que des batteries.

Certaines des options suggérées et d'autres non encore discutées peuvent être utilisées pour gérer le stockage saisonnier à long terme de mois ou d'années.

L'excès d'énergie peut être utilisé pour piéger le carbone. Il est ridicule de brûler du gaz naturel ou de détourner de l’énergie d’autres utilisations productives pour séquestrer le CO2, mais si vous produisez beaucoup d’énergie excédentaire et que vous ne pouvez le gaspiller, vous pouvez l’utiliser pour éliminer le CO2 de l’air. Bien sûr, il est plus facile de ne pas produire ce CO2 en premier lieu, mais nos émissions à ce jour ont déjà subi de nombreux changements climatiques. Il est donc toujours avantageux de tirer parti de l'excès d'électricité pour extraire une partie de ce carbone. de l'atmosphère.

Conclusion

En conclusion, la réduction représente une utilisation inefficace des ressources et nous évitera de réduire l'utilisation des combustibles fossiles aussi rapidement que possible si la production d'énergie renouvelable et le stockage d'énergie sont installés à des endroits où ils réduiront le plus de carbone possible. Cela dit, certaines réductions sont acceptables et peut même être inévitable, mais la réduction à grande échelle doit être minimisée avec pour objectif ultime une électricité zéro réduction.

Cet article est un concept qui peut bénéficier d’idées de stockage d’énergie encore meilleures, alors n'hésitez pas à ajouter d’autres idées dans les commentaires.


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A propos de l'auteur

Barry A.F. Je suis intéressé par les énergies renouvelables et les véhicules électriques depuis l’époque des conversions de l’acide au plomb à cycle profond et des moteurs d’entraînement réutilisés (et des panneaux solaires à 10 $ / watt). Comment les choses ont changé

De plus, je m'intéresse à la pensée systémique (ou aux premiers principes comme certains l'appellent), à la recherche de la façon dont les choses fonctionnent à partir de la base.

Saviez-vous que 97% de tous les articles de Wikipédia sont liés à la philosophie? Un très faible pourcentage de lien avec le pragmatisme.



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