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Alors que davantage de capacité solaire est mise en ligne en Californie, les opérateurs de réseau du California Independent System Operator (CAISO) ont observé une baisse de la charge nette (ou de la demande restante après soustraction de la production renouvelable variable) en milieu de journée lorsque la production solaire a tendance à être le plus élevé. Lorsqu’il est représenté graphiquement pour une journée type, le modèle créé par la baisse de la courbe de charge nette à midi, suivie d’une forte augmentation le soir lorsque la production solaire diminue, ressemble à la silhouette d’un canard. Ce modèle est donc souvent appelé un courbe de canard. Alors que la capacité solaire en Californie continue de croître, la baisse de la charge nette à midi diminue, ce qui présente des défis pour les opérateurs de réseau.
Les gestionnaires de réseau équilibrent constamment la production d’électricité avec la demande d’électricité dans une région. La demande est la plus faible du jour au lendemain, lorsque la plupart des consommateurs dorment et lorsque de nombreuses entreprises sont fermées. La demande commence à augmenter le matin lorsque les gens se réveillent et que les entreprises commencent à ouvrir. La demande reste élevée tout au long de la journée, augmente légèrement le soir lorsque les gens rentrent du travail et la consommation d’électricité résidentielle augmente, puis redescend en fin de soirée.
Contrairement aux centrales électriques conventionnelles (par exemple, les centrales nucléaires, au charbon et au gaz naturel), les ressources solaires et éoliennes ne peuvent pas être entièrement réparties à volonté pour aider à répondre à la demande, et les services publics peuvent devoir les réduire pour protéger les opérations du réseau. . L’énergie solaire n’est générée que pendant la journée, culminant à midi lorsque le soleil est le plus fort et diminuant au coucher du soleil. À mesure que la capacité solaire augmente, les centrales électriques conventionnelles sont moins utilisées en milieu de journée et la courbe du canard s’approfondit.
La courbe de canard présente deux défis liés à l’adoption croissante de l’énergie solaire. Le premier défi est le stress de la grille. La variation extrême de la demande d’électricité des centrales électriques conventionnelles de midi à tard le soir, lorsque la demande d’énergie est encore élevée mais que la production solaire a chuté, signifie que les centrales électriques conventionnelles (telles que les centrales au gaz naturel) doivent rapidement augmenter la production d’électricité pour répondre à la demande des consommateurs. Cette montée en puissance rapide rend plus difficile pour les opérateurs de réseau de faire correspondre l’approvisionnement du réseau (l’électricité qu’ils produisent) avec la demande du réseau en temps réel. De plus, si plus d’énergie solaire est produite que le réseau ne peut en utiliser, les opérateurs pourraient devoir réduire l’énergie solaire pour éviter la surgénération.
L’autre défi est économique. La dynamique de la courbe de canard peut remettre en question l’économie traditionnelle des centrales électriques dispatchables, car les facteurs contribuant à la courbe réduisent la durée de fonctionnement d’une centrale électrique conventionnelle, ce qui entraîne une réduction des revenus énergétiques. Si les revenus réduits rendent les usines non rentables à entretenir, les usines peuvent prendre leur retraite sans remplacement distribuable. Moins d’électricité dispatchable rend plus difficile pour les gestionnaires de réseau d’équilibrer l’offre et la demande d’électricité dans un système avec de fortes fluctuations de la demande nette.
La courbe du canard, cependant, a créé des opportunités pour le stockage de l’énergie. Le déploiement à grande échelle de systèmes de stockage d’énergie, tels que les batteries, permet de stocker une partie de l’énergie solaire générée pendant la journée et de la conserver pour plus tard, après le coucher du soleil. Le stockage d’une partie de la production solaire de midi aplatit la courbe du canard, et l’envoi de la production solaire stockée le soir raccourcit le cou du canard. Le stockage sur batterie est en cours de construction en Californie ; il est passé de 0,2 gigawatts (GW) en 2018 à 4,9 GW en avril 2023. Les opérateurs prévoient de construire 4,5 GW supplémentaires de capacité de stockage de batteries dans l’État d’ici la fin de l’année, selon notre Inventaire mensuel préliminaire des génératrices électriques.
La courbe de canard n’est pas propre à la Californie. Cela se produit de plus en plus dans d’autres régions du pays et dans le monde, dans des endroits où la part de la production solaire augmente par rapport à la production à partir de sources conventionnelles. De plus, une courbe de canard devient visible au niveau national aux États-Unis.
Principaux contributeurs : Richard Bowers, Elesia Fasching, Katherine Antonio
Article de l’US EIA’s Today in Energy.
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