Il était une fois, le consensus était que l’énergie renouvelable était trop chère et trop rare pour être une source d’énergie viable pour faire fonctionner nos sociétés fières et électrifiées. Depuis lors, les prix des panneaux solaires ont chuté, devenant plus efficaces en cours de route, et les propriétaires les installent en masse sur leurs toits.

Là où on pensait autrefois que nous n’aurions jamais assez d’énergie solaire, dans certaines villes, cela devient de trop. En Australie-Méridionale, où la production solaire peut être énorme par temps ensoleillé, les autorités électriques sont confrontées à des problèmes de stabilité du réseau et prennent des mesures pour limiter la production solaire vers le réseau.

N’est-ce pas généralement mieux?

Le problème auquel sont confrontés les services publics d’Australie du Sud est celui de savoir comment contrôler correctement un réseau électrique avec plusieurs milliers de sources d’énergie distribuées. En règle générale, dans les réseaux électriques modernes conventionnels, la tension et la fréquence sont contrôlées dans des limites fixées en adaptant soigneusement l’approvisionnement des principales centrales électriques à la demande des utilisateurs. Les usines à réponse rapide peuvent être mises en ligne pour combler les lacunes et désactivées lorsque la demande diminue, et tout se déroule bien.

Malheureusement, l’énergie solaire n’est pas si facile à contrôler, et encore moins lorsqu’elle provient de milliers de foyers séparés, chacun avec sa propre installation sur le toit et un onduleur pour alimenter le réseau. Cela a conduit les autorités à envisager des mesures telles que le fait de charger les propriétaires d’exporter de l’énergie vers le réseau pendant les périodes de pointe dans le but de ralentir l’énorme adoption des systèmes solaires domestiques. Des limites d’exportation ont également été proposées pour les banlieues avec la plus forte concentration d’énergie solaire domestique, car les sous-stations de certaines zones résidentielles ont du mal à faire face aux énormes afflux d’énergie.

Construction du panneau solaire Wayne National Forest par Wayne National Forest, CC BY 2.0

Avec 280000 maisons en Australie-Méridionale équipées de panneaux solaires sur les toits, soit 35% du parc immobilier de l’État, cela crée essentiellement une énorme centrale électrique sur laquelle les autorités n’ont que peu ou pas de contrôle. Dans certaines situations, les besoins énergétiques de l’Australie du Sud ont été satisfaits à 100% par l’énergie solaire seule, le gaz, l’éolien et d’autres ressources de production exportant ensuite leur énergie vers les marchés interétatiques. Cependant, les choses peuvent rapidement devenir dangereuses dans des situations où il n’y a nulle part où exporter l’énergie excédentaire. Lors d’un incident récent, les liaisons interétatiques étaient en panne pour maintenance de routine un jour de livraison solaire particulièrement élevée. Le régulateur de l’électricité a pris la décision d’arrêter 12000 systèmes solaires domestiques via une nouvelle énergie afin de maintenir la demande du réseau au-dessus de 400 MW, un niveau suffisamment élevé pour que les principales centrales à gaz puissent rester en ligne.

Cela a été réalisé par des moyens relativement rudimentaires, mais si rien n’était fait, les tensions auraient augmenté suffisamment pour que les onduleurs solaires domestiques se déclenchent soudainement en masse, entraînant une baisse soudaine de l’approvisionnement et des pannes généralisées. La même chose peut se produire dans le cas de chutes de tension à court terme. Si un grand générateur est hors ligne et que la tension du réseau chute en dessous des niveaux définis, des milliers d’onduleurs domestiques peuvent se déclencher soudainement en réponse, exacerbant le problème et provoquant des pannes de courant.

Blackout majeur où de grandes parties de la grille se déconnectent à la fois sont difficiles à récupérer; Les départs noirs sont stressants et coûteux et évités à tout prix. Les autorités prennent donc des mesures pour limiter le risque de ces problèmes à l’avenir. Les nouvelles installations doivent être équipées d’onduleurs dotés d’une protection contre le passage de la tension, ce qui leur permet de continuer à fonctionner en cas de perturbations de tension pour éviter des chocs soudains sur le réseau. De plus, des onduleurs pouvant être commandés à distance par l’autorité électrique sont nécessaires, contrôlés via Internet ou via des liaisons de données 4G. Les sous-stations sont également mises à niveau avec du matériel de gestion de tension amélioré, pour permettre aux banlieues à forte pénétration de l’énergie solaire sur les toits de mieux exporter leur énergie vers le réseau plus large.

D’autres mesures peuvent également aider. Les batteries de stockage en réseau comme la réserve de marche Hornsdale peuvent aider, en stockant l’excès d’énergie lorsqu’elles sont disponibles pour une utilisation ultérieure lorsque la demande solaire est plus faible. Les batteries domestiques pourraient également devenir une excellente solution dans ces cas, permettant aux propriétaires de tirer le meilleur parti de la puissance de leur panneau solaire même lorsque le réseau en a assez. Ces mesures ne sont pas bon marché pour le moment et la pénétration des batteries domestiques ne représente qu’une fraction de celle de l’énergie solaire, mais des subventions gouvernementales sont en place pour stimuler l’adoption.

Le stockage à domicile est mieux mis en œuvre de concert avec des mesures de contrôle du réseau, mais plutôt que seul, sinon des milliers de systèmes de batteries domestiques qui se déconnectent en même temps pourraient présenter le même risque que l’énergie solaire domestique. De plus, ce n’est pas une panacée en soi – une longue et lumineuse semaine d’été pourrait saturer les ressources de la batterie domestique.

De telles mesures n’étaient pas nécessaires lorsque l’énergie solaire domestique est arrivée sur le marché. Le petit nombre de propriétaires disposant du matériel ne disposait pas d’une capacité de production suffisante pour influencer le réseau dans un sens ou dans l’autre. Cependant, depuis que le nombre de générateurs domestiques a décollé, il est devenu nécessaire de mettre en œuvre un moyen de commander cette énorme ressource. En mettant en œuvre des contrôles sur les générateurs solaires domestiques, il permet à l’autorité électrique de tirer le meilleur parti de la capacité de production, sans mettre le réseau en danger de pannes dues à des événements de surtension ou de sous-tension. Avoir d’énormes quantités d’énergie solaire est une grande victoire pour les énergies renouvelables dans la lutte contre le changement climatique. Cependant, des investissements seront nécessaires pour que le réseau électrique se maintienne si cette nouvelle technologie doit être pleinement exploitée. Si les générateurs solaires domestiques doivent fournir de l’électricité à l’Australie, ils devront travailler ensemble.