L’activité des grandes villes requiert d’importantes quantités d’électricité, laquelle est généralement transportée des sites de production vers des zones éloignées situées à plusieurs centaines, voire milliers, de kilomètres.
La question qui se pose est comment transférer autant d’électricité que possible des sites de production d’énergie renouvelable tels que les centrales hydroélectriques et les parcs éoliens sans affecter le fonctionnement des réseaux électriques qui en ont besoin.
Le système de transport de courant continu à haute tension (HVDC) mis au point par ABB il y a 50 ans et les systèmes de transport CA flexibles (FACTS) apportent des solutions à ce problème technique épineux.
Le concept de « réseau intelligent » donnera naissance à un réseau électrique plus fiable, plus flexible, plus sûr et plus rentable
L’un des défis des énergies renouvelables telles que l’éolien ou le solaire réside dans le risque d’interruption de leur production dont la stabilité est menacée par leur caractère aléatoire. Les systèmes FACTS apportent une solution à ce problème de capacité et de stabilité du réseau, lequel intègre une part croissante d'énergie renouvelable.
Les réseaux électriques connaissent une transformation majeure répondant au besoin d’y intégrer l’énergie renouvelable, de renforcer l’efficacité énergétique et de permettre aux consommateurs de mieux maîtriser leur consommation d’énergie.
A mesure de son évolution, le « réseau intelligent » associera aux technologies d’énergie éprouvées une technique d’analyse évoluée, des dispositifs intelligents et des technologies d’automation afin de créer un système électrique plus fiable, plus flexible, plus sûr et plus rentable, et ayant un impact réduit sur l’environnement.
Les technologies FACTS d’ABB telles que celles des compensateurs statiques var (SVC) et des condensateurs série permettent le transfert d’une plus grande quantité d’énergie sur les lignes électriques existantes, tout en améliorant la stabilité de la tension, et accroissent également la résistance du réseau électrique aux oscillations de système et aux perturbations.
Stockage de l’énergie
ABB va installer un dispositif SVC Light avec capacité de stockage dynamique de l’énergie et batteries lithium-ion sur un réseau de distribution EDF au Royaume-Uni. Ce système aplanira les pics de consommation et permettra d’intégrer une plus grande part d’énergie renouvelable aux réseaux électriques existants en corrigeant l’effet de déstabilisation de ce type d’énergie.
Outre un meilleur contrôle de la tension, l’installation EDF est capable de stocker l’excédent d’énergie des parcs éoliens qui peut ainsi être utilisé ultérieurement pour atténuer les pics de demande auxquels est confronté le réseau. Cela permet d’optimiser l’exploitation de l’énergie d’origine éolienne.
L’autre défi devant être relevé consiste à transporter l'énergie renouvelable dans des zones éloignées de son site de production. Le système de transport d’énergie CC à haute tension achemine l’électricité sur des milliers de kilomètres avec des pertes extrêmement faibles. Le transport d’énergie à des tensions élevées réduit la quantité d’électricité perdue sous forme de chaleur en raison de la résistance des conducteurs de câbles.
Acheminer l’énergie renouvelable sur de longues distances
ABB peut désormais transférer jusqu’à 6 400 MW (mégawatts) d’énergie hydroélectrique propre et renouvelable sur plusieurs milliers de kilomètres, avec une efficacité de 93 % et à une tension élevée de 800 kV (kilovolts) afin de minimiser les pertes.
Au Brésil, ABB construit actuellement la ligne de transport d’électricité la plus longue au monde. Cette ligne de près de 2 500 kilomètres acheminera l’électricité produite par deux nouvelles centrales hydroélectriques du nord-ouest du Brésil dans la région très fortement peuplée de São Paulo, située dans le sud-est du pays.
ABB a relié la centrale hydroélectrique d’Itaipu au réseau.Pour parcourir cette distance considérable, l’électricité sera transportée à une tension très élevée de 600 kV afin de minimiser les pertes de transmission, ce qui permettra d’optimiser la quantité d'énergie fournie aux consommateurs.
Ce projet est le deuxième mis en place au Brésil et faisant appel à la technologie HVDC avec une tension élevée de 600 kV. Le projet HVDC d’Itaipu, qui comprend deux lignes de transmission construites par ABB en 1984 et 1987, demeure le système de transport d’énergie CC en fonctionnement utilisant la tension la plus élevée au monde.
La technologie HVDC constitue également la meilleure solution pour l'intégration de formes d'énergie renouvelable plus intermittentes au réseau électrique local, notamment sur de longues distances. Elle s’avère particulièrement importante pour les projets de production d'énergie solaire ou éolienne marine de grande envergure.
Une technologie de choix
La production d’énergie éolienne marine – notamment en pleine mer où le vent souffle fort et en permanence – offre un potentiel énorme. Pour les distances de plus de 100 km comme pour les niveaux de puissance très élevés, le système de transport HVDC Light s’est imposé comme la technologie de choix pour transférer l’énergie au réseau. Le système FACTS constitue, quant à lui, une bonne solution pour les distances plus courtes et les niveaux de puissance plus faibles.
A titre d’exemple, ABB vient de construire une ligne de transport d’énergie de 400 mégawatts grâce à la technologie HVDC Light pour un parc éolien situé à 130 kilomètres des côtes allemandes.
Lorsque le parc éolien de Borkum 2 sera mis en service en 2010, l’électricité qu’il produira devrait réduire les émissions annuelles de CO
2 de 1,5 million de tonnes en remplaçant l’énergie électrique produite à partir de combustible fossile sur le continent.
Grâce à la technologie HVDC Light, d’importantes quantités d’énergie produites en mer peuvent être injectées dans le réseau sans risque de déstabiliser ce dernier. En outre, la production intermittente d’électricité marine ne perturbe pas non plus le réseau.
Les systèmes de transport HVDC Light offrent également une extrême efficacité, doublée de faibles pertes de transmission, y compris sur de longues distances.
La technologie HVDC Light s’avère aussi intéressante de par son concept de câble facile à manipuler et son convertisseur de tension modulaire et monté en usine, grâce auquel les liaisons réseau essentielles au transfert de l'énergie provenant des parcs éoliens marins peuvent être rapidement installées et mises en service.
