Principes de configuration de base des systèmes hybrides éolien-solaire

Principes de configuration de base des systèmes hybrides éolien-solaire

Le principe fondamental de la configuration d'un système hybride éolien-solaire repose sur l'exploitation judicieuse de la complémentarité naturelle des énergies solaire et éolienne en termes de temps et de saisons, afin de construire un système d'alimentation électrique indépendant plus stable et fiable qu'un système unique. Il ne s'agit pas simplement de superposer l'énergie photovoltaïque et éolienne, mais plutôt d'évaluer et d'optimiser scientifiquement l'intégration des deux ressources en fonction de la demande finale en électricité, pour obtenir un effet « 1+1>2 » et garantir une production d'électricité continue la majeure partie du temps.

La première étape de la configuration consiste à évaluer et à optimiser objectivement la répartition des ressources solaires et éoliennes locales. Cela nécessite d'analyser la durée d'ensoleillement, l'intensité du rayonnement solaire, ainsi que les variations saisonnières et diurnes de la vitesse du vent sur le site d'installation. Par exemple, certaines régions bénéficient d'un bon ensoleillement le jour mais de vents forts la nuit, ou d'un ensoleillement abondant en été mais de vents forts en hiver. L'idée de configuration est de permettre aux deux énergies de se compléter : pendant les périodes de fort ensoleillement et de faible vent, la production d'énergie photovoltaïque est la source principale ; Lors de journées nuageuses, de nuits pluvieuses ou de périodes de vents forts, les éoliennes complètent ou prennent en charge la production d'électricité principale. Par conséquent, le rapport de capacité entre les modules photovoltaïques et les éoliennes n'est pas fixe, mais calculé en fonction de données de ressources précises. L'objectif est d'obtenir une courbe de production d'électricité globale aussi régulière que possible pour le système combiné, en minimisant l'impact instantané et les décharges profondes sur le système de stockage d'énergie.

Après avoir déterminé la répartition des ressources, l'étape suivante consiste en la configuration coordonnée du système de stockage d'énergie. Ce dernier (généralement un parc de batteries) joue le rôle de stabilisateur et de réserve pour l'ensemble du système, et sa capacité est cruciale. Elle dépend principalement de deux facteurs : premièrement, la probabilité de périodes consécutives de ciel couvert et d'absence de vent, sources de fortes coupures de courant dans la région, qui détermine la quantité d'énergie que le système doit stocker pour faire face à ces perturbations ; deuxièmement, la consommation électrique journalière des charges critiques que les utilisateurs doivent assurer. Un système de contrôle intelligent et fiable doit également être prévu. Ce contrôleur agit comme un « cerveau », gérant en temps réel le flux d'énergie entre les panneaux photovoltaïques, les éoliennes, les batteries et les charges. Il privilégie l'utilisation de l'électricité propre produite immédiatement et assure une protection optimale des batteries contre la surcharge et la décharge excessive, maximisant ainsi l'efficacité globale du système et la durée de vie des batteries.

La configuration finale du système requiert une optimisation globale guidée par la demande en électricité. Une analyse statistique détaillée de la consommation et des profils d'utilisation de tous les équipements électriques est d'abord nécessaire pour identifier les charges critiques à alimenter (éclairage, réfrigérateurs, etc.) et les charges non critiques dont la consommation peut être ajustée. À partir de là, les besoins totaux en puissance et en énergie du système sont déterminés, suivis de calculs précis de la puissance totale du champ photovoltaïque, de la puissance nominale de l'éolienne et de la capacité totale de la batterie. Tous les équipements, des panneaux photovoltaïques et éoliennes aux contrôleurs, onduleurs et batteries, doivent être compatibles en termes de tension, de puissance et de caractéristiques, et gérés par la même logique de contrôle. Un excellent schéma de configuration résulte d'un équilibre entre les caractéristiques des ressources, l'adéquation technologique et l'efficacité économique, répondant aux besoins en électricité de l'utilisateur avec une utilisation et une fiabilité globales supérieures.