| Mémoire N° |
148 |
| Auteur |
KRATTINGER Stéphane |
| Titre |
Complémentarité entre hydroélectrique et photovoltaïque, le cas suisse |
| Thématique & formation |
Energie |
| Résumé |
En 2011, la Suisse a décidé de sortir du nucléaire et de commencer sa transition énergétique vers les énergies renouvelables, dont le solaire photovoltaïque. En conséquence, des systèmes de stockage sont nécessaires afin d'assurer le report de production des pics de ces énergies intermittentes. La Confédération a mandaté des études mais aucune ne montre la complémentarité entre les moyens de stockage et ces nouvelles énergies intermittentes. Cette étude se propose de créer un modèle qui explorera en particulier la complémentarité entre une production électrique issue du solaire photovoltaïque et les centrales à accumulation munies d'un système de pompage. Plusieurs scénarios sont envisagés et projetés sur la période 2020 à 2050. Le modèle créé prend en compte la fermeture des centrales nucléaires et considère les centrales hydroélectriques au fil de l'eau comme l'autre fournisseur pour la production de base. Les pointes sont compensées par la production solaire et par les centrales hydroélectriques à accumulation.
Les résultats montrent une complémentarité possible lorsque la couverture des besoins de la consommation par le photovoltaïque se situe entre 7% et 20%. En deçà, les barrages ne seraient pas mis à contribution quelque soit le scénario de consommation retenu, alors qu'au-dessus de 20%, la puissance de pompage de 3.5 GW des installations de pompage-turbinage ne suffirait pas à absorber le pic de production photovoltaïque du milieu de journée.
Par contre, le modèle montre un grand manque dans la production électrique annuelle future pour chaque scénario. Le recours à des importations serait alors nécessaire pour satisfaire la demande - notamment la nuit, et plus particulièrement en hiver, lorsque le photovoltaïque produit moins de courant et que la consommation est plus élevée. Pour faire face à la grande irrégularité de la production solaire, une production plus importante serait demandée aux barrages ainsi qu'une utilisation intensive des installations de pompage-turbinage. Cette forte utilisation des installations risquerait d'induire des frais de maintenance plus élevés et d'augmenter le prix de l'électricité. Une période de dépendance envers les pays limitrophes de la Suisse serait à envisager, ce qui ajouterait encore à l'augmentation des coûts.
En conclusion, la complémentarité entre le photovoltaïque et l'hydroélectricité serait limitée en raison de la gamme de puissance du pompage mais aussi à cause de l'éloignement des barrages par rapport aux gisements de solaire - qui se trouvent plutôt en plaine alors que les barrages sont dans les Alpes. Cet éloignement pourrait nécessiter des améliorations importantes du réseau pour faire transiter le courant vers et depuis les barrages. En conséquence, des investissements financiers importants semblent se profiler à l'horizon car outre les nouvelles énergies et leurs moyens de stockage à mettre en place, l'héritage des centrales nucléaires va peser de tout son poids dans la balance économique.
|
| Summary |
In 2011, Switzerland decided to phase out nuclear energy and to begin its transition to renewable energies, including solar photovoltaic. As a result, storage systems are necessary to ensure the postponement of production peaks of these intermittent energies. The Swiss Confederation commissioned studies but none of them showed the complementarity between the storage means and these new intermittent energies. This study aims to create a model that vill in particular explore the complementarity between electricity production from solar photovoltaic and storage power plants equipped with a pumping system. Several scenarios are considered and projected over the period 2020-2050. This model takes into account the closure of nuclear power plants, and considers hydropower run-of-river plants as the other supplier for the base production. Peaks are offset by solar output and storage hydropower plants. The results show a possible complementarity when coverage needs of consumption by photovoltaic is range from 7% to 20%. Below 7%, the dams would not pump any water whatever the consumption scenario chosen, while above 20%, the pumping power of 3.5 GW of pumped storage facilities would not be sufficient to absorbe the photovoltaic peak of midday production. On the other hand, the model shows for each scenario a great lack in future annual electricity production. Resorting to imports would then be necessary to meet demand - especially at night and in winter, when photovoltaic produces less power and consumption is higher. To cope with the high irregularity in solar energy, an increase of the production of dams as well as an intensive use of pumped storage facilities would be required. This high use of facilities might lead to higher maintenance costs and increase the price of electricity. A period of dependance on neighbouring countries of Switzerland would then have to be considered, thus adding to the cost increase.
In conclusion, the complementarity between photovoltaic and hydropower would be limited due to the power range of pumping but also because of the remoteness of dams as compared to solar fields - which are rather in plain while dams are in the Alps. This remoteness might require substantial network improvements to transit electricity current to and from dams. As a results, significant financial investments should be expected in the future, not only to implement new power sources and their storage capacities but also to face the costs of the legacy of nuclear power plants.
|
| Volée |
2012 |
| Date et heure
soutenance |
25-06-2014 10:00 |
| Salle soutenance |
Battelle Salle A |
| Collation |
|
| Remarque |
|
| Mot-clés |
Electricité, énergie, barrages, photovoltaïque, stockage, smartgrid |
| Cote bibliothèque |
|
| Stage organisme |
|
| Maître de stage |
|
| Projet recherche |
|
| Bourse |
|
| Terrain d'étude ou d'application |
|
| Documents associés |
|
Dernière
mise à jour |
2015-12-14 22:01:54 |