La prévision : une révolution pour l’avancée des énergies renouvelables

A quoi reconnaît-on une vraie percée technologique ? C’est la question à laquelle a répondu le Massachussetts Institute of Technology (MIT) en publiant un article dans sa Technology Review listant « les dix percées technologiques de 2014 ». Au-delà d’avoir le potentiel de radicalement modifier certaines de nos habitudes, les dix lauréats de ce classement partagent un autre point commun : ils permettent de résoudre des problèmes scientifiques parmi les plus ardus et de contribuer ainsi au progrès. Soutenant aussi bien le domaine médical – avec le brain mapping – que la liberté d’expression – avec le secure phone -, ces dix technologies représentent chacune, selon le MIT, une potentielle révolution.

Changement d’échelle pour la prévision dans les Energies renouvelables

Dans quelle mesure la prévision peut-elle être révolutionnaire ? Il est vrai que l’utilisation de données – comme les images satellite – pour prévoir l’évolution météorologique n’est pas une nouveauté. Mais la différence, c’est que le nombre de données que l’on peut collecter est en train d’exploser. Dans l’éolien, chaque turbine transmet en temps réel une batterie de paramètres : électricité générée, vitesse et direction du vent, vitesse de rotation d’axe…

Dans le même temps ont été développés des modèles statistiques capables de traduire ces données en une prévision ultra-précise. Couplé à l’accroissement du nombre de données collectées, ce phénomène a permis de développer une gestion extrêmement précise de l’éolien. Alors qu’il y a quelques années la marge d’erreur de la prévision était de 20%, elle peut descendre en-dessous de 5%, selon l’horizon temporel considéré.

Quant à l’énergie solaire, la révolution de la prévision suit la même évolution que celle de l’éolien ces dix dernières années. La quantité de métriques collectées ne cesse d’augmenter, provenant à la fois d’images météo, satellite, et de capteurs installés localement. Ainsi, on est maintenant capable de collecter en temps réel, sur chaque panneau d’une installation photovoltaïque, une multitude de données – irradiation, température, électricité générée … En les analysant et les associant aux informations issues des installations PV (orientation, localisation et données passées), on peut prévoir la potentielle production d’électricité photovoltaïque.

 La solution à l’intermittence

L’avantage de cette précision croissante des prévisions, c’est qu’elle permet de résoudre le principal problème lié aux énergies solaire et éolienne : leur variabilité. En effet, si les énergies solaires et éoliennes n’ont pas encore remplacé les sources d’énergies fossiles, et ce malgré les efforts de multiples gouvernements, c’est à cause de leur caractère intermittent. Devant être capables de faire face à un manque soudain de vent et/ou de soleil, les gestionnaires de réseau doivent mettre un place des systèmes de « back-up power », installations chères et émettrices de gaz à effet de serre. Mais grâce à la prévision, on peut de plus en plus avancer sans filets et réduire le nombre de ces « backup systems », donc diminuer les investissements. L’intégration de nouvelles sources d’énergies renouvelables au grid devient dès lors moins coûteuse.

Les avantages économiques du forecasting ne s’arrêtent pas là, puisqu’il permet aussi un pilotage minutieux de la production, en choisissant par exemple l’inclinaison des pales éoliennes ou des panneaux PV pour produire juste ce qu’il faut en électricité pour répondre à la demande.

Enfin, les gains économiques sont aussi permis par une fiabilité croissante de la prévision. Ainsi, selon le rapport de la SEPA (Solar Electric Power Association), à un horizon très court, une erreur de 1 ou 2% de prévision peut coûter plusieurs millions d’euros si on utilise une installation dont on n’a pas besoin.

Pour passer à un modèle énergétique ambitieux

La prévision est donc révolutionnaire, dans le sens où elle ne permet pas simplement d’ajouter des sources d’électricité renouvelables par-dessus le système existant, mais de changer complètement de modèle. Ainsi, selon le rapport de l’IEA (International Energy Agency) sur l’analyse économique des ressources d’énergies variables, intégrer jusqu’à 10% de ce type de ressources au réseau ne pose aucun problème, tant qu’elles évitent les « hot spots » et qu’elles permettent la stabilisation du réseau. Étant habitués à gérer une certaine variabilité de la demande en énergie, les gestionnaires de réseaux peuvent tout à fait s’adapter à cette variabilité additionnelle.

En revanche, atteindre et dépasser 30% d’énergie issue de ressources variables nécessite un changement radical qui combine technologie de pointe et investissements pour assurer la flexibilité de la production. Ce qui autrefois paraissait hors de prix devient donc accessible grâce à la prévision qui permet de diminuer la hauteur de ces investissements. La Réunion en est la preuve.

La Réunion : territoire idéal pour le développement des EnR

En effet, premier territoire au monde où le pic de 30% en énergies variables a été atteint en 2011, La Réunion est une région qui a besoin de la prévision pour sécuriser son réseau et consolider ce développement des énergies renouvelables. Répondant à ce besoin réunionnais grâce à ses compétences en prévision d’énergie solaire, Reuniwatt est fier de faire partie de ce « top 10 » des percées technologiques du MIT. L’entreprise entend bien s’en servir pour répondre à la mission qu’elle s’est donnée: résoudre de manière efficace les défis de la transition énergétique.

Le Total Sky Imager, un outil de la prévision solaire

Vers une gestion intelligente de son environnement ?

Toutefois, la révolution du forecasting ne s’arrête pas à une intégration à grande échelle des énergies renouvelables (EnR) dans le réseau. Elle permettra également de gérer de façon intelligente sa consommation d’énergie, en fonction des possibilités de chargement à venir. De multiples applications sont donc envisageables pour la prévision, le tout pour optimiser l’utilisation des EnR et avoir de moins en moins recours aux sources d’énergies fossiles.

Car il ne faut pas l’oublier, le but final est bien de « décarboner » nos moyens de production d’énergie, et ainsi de lutter contre le réchauffement climatique. En effet, selon Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC), il faudrait réduire de 70% les émissions mondiales de CO2 d’ici à 2050 pour contrôler le réchauffement climatique. L’un des principaux leviers pour y parvenir serait de se tourner de façon massive vers les énergies solaires et éoliennes.

En ce qui concerne la production d’électricité, le rapport d’avril 2014 indique que les ressources renouvelables représentent la moitié de la capacité ajoutée en 2012. Chiffres qui ne pourront qu’augmenter grâce à l’innovation majeure que représente la prévision.