Quel est le potentiel du système d'énergie hybride éolienne-solaire 6 applications clés et analyse des avantages économiques

En raison de la nature intermittente de la production d'énergie éolienne et solaire isolée dans des conditions météorologiques défavorables, telles que les journées sans vent ou pluvieuses, l'utilisation de l'une de ces technologies seule dans les zones reculées hors réseau nécessite un équipement de stockage d'énergie à grande capacité pour assurer une alimentation électrique continue. En intégrant efficacement des panneaux solaires, des éoliennes et des batteries, les systèmes hybrides éolien-solaire peuvent résoudre le problème de l'intermittence de la production monosource et fournir une électricité relativement stable. Cette technologie est principalement appliquée dans les domaines suivants en Chine.

Électricité résidentielle et productive pour les zones rurales hors réseau

La Chine compte 800 millions de résidents ruraux, dont environ 5% n'ont toujours pas accès à l'électricité. Ces villages non électrifiés sont souvent situés dans des régions riches en ressources éoliennes et solaires, ce qui fait des systèmes hybrides éolien-solaire une solution prometteuse. Le déploiement de systèmes hybrides standardisés peut accélérer le développement économique local et améliorer le niveau de vie. L'utilisation de ressources renouvelables abondantes par le biais de tels systèmes offre le service d'alimentation le plus adapté et le plus rentable pour les populations éloignées, favorisant ainsi un développement durable.

Actuellement, la plupart des systèmes de production d'énergie renouvelable hors réseau en Chine ne fournissent que l'éclairage et les besoins domestiques, excluant les charges productives, ce qui compromet leur viabilité économique. La réalisation d'une durabilité économique implique des facteurs complexes tels que la propriété du système, les mécanismes de gestion, les structures tarifaires, la gestion des charges productives, et les sources, montants et canaux de distribution des subventions gouvernementales. Cependant, ce modèle durable revêt une importance profonde pour les pays en développement comme la Chine.

Applications d'éclairage LED extérieur

L'éclairage extérieur consomme environ 12% de l'électricité mondiale. Face à la rareté croissante de l'énergie et aux préoccupations environnementales, la technologie d'éclairage LED hybride éolien-solaire a attiré l'attention du monde entier. Le système fonctionne en chargeant intelligemment les batteries via des contrôleurs utilisant l'énergie solaire et éolienne complémentaire. La nuit, les lumières LED s'allument et s'éteignent automatiquement en fonction du niveau d'éclairage ambiant. Les contrôleurs intelligents offrent un réseau sans fil pour la surveillance, le contrôle et l'acquisition de données (télémétrie, télécommande et télécommunication) à distance. Ils soutiennent également une gestion informatisée avancée, y compris la détection de pannes, les alarmes anti-vol et les vérifications de l'état de fonctionnement. Les applications typiques incluent :

• Éclairage routier (autoroutes, routes principales, secondaires et latérales)

• Éclairage communautaire (lampadaires, lumières de cour, lumières de pelouse, lumières enterrées, appliques murales)

Les projets développés comprennent des lampadaires LED hybrides éolien-solaire intelligents, des systèmes d'éclairage communautaire, des éclairages paysagers et des éclairages de tunnels.

Aides à la navigation maritime

Certaines aides à la navigation en Chine ont adopté des systèmes photovoltaïques solaires, notamment les phares, mais font face à des défis lors de périodes prolongées de mauvais temps, lorsque la production solaire est insuffisante, entraînant une surdécharge des batteries et une panne des lampes, affectant la performance des batteries.

Le mauvais temps coïncide souvent avec des vents forts - lorsque l'énergie solaire est faible, l'énergie éolienne est généralement abondante. Par conséquent, un système hybride dominé par l'éolien et assisté par le solaire peut remplacer les systèmes solaires traditionnels. Les systèmes hybrides sont écologiques, sans pollution, sans entretien et faciles à installer et à utiliser, répondant aux besoins énergétiques des aides à la navigation. Le système fonctionne grâce à l'énergie solaire pendant les conditions favorables de printemps/été ; il active la génération hybride éolien-solaire pendant l'hiver, le printemps ou les périodes pluvieuses prolongées lorsque l'apport solaire est insuffisant.

Alimentation des équipements de surveillance des autoroutes

Les caméras de surveillance des autoroutes fonctionnent généralement 24h/24. Bien que la consommation d'énergie individuelle soit faible, le nombre élevé d'unités entraîne une utilisation significative d'énergie. L'énergie électrique traditionnelle n'est pas économe en énergie. De plus, le vol fréquent des câbles électriques entraîne des pertes importantes et augmente les coûts de maintenance.

Compte tenu de la répartition étendue et linéaire des points de surveillance, la connexion au réseau est difficile et coûteuse. Bien que les installations photovoltaïques solaires restent coûteuses, l'énergie éolienne est relativement moins chère. La complémentarité de l'éolien et du solaire rend les systèmes hybrides particulièrement avantageux pour les applications distribuées et hors réseau, telles que la surveillance des autoroutes. L'utilisation de systèmes hybrides élimine le besoin de câblage, réduisant ainsi le risque de vol. En cas de météo extrême - pluie prolongée avec faible luminosité solaire et vent insuffisant - les lignes existantes du réseau peuvent charger automatiquement les batteries pour garantir une opération ininterrompue. Comme chaque point de surveillance fonctionne indépendamment, une panne sur un site n'affecte pas les autres.

Stations de base de télécommunication

De nombreuses îles et régions montagneuses sont éloignées du réseau mais nécessitent des infrastructures de communication pour le tourisme, la pêche et les activités maritimes. Ces stations de base ont des besoins modérés en énergie. L'extension du réseau est prohibitivement coûteuse, tandis que les groupes électrogènes diesel impliquent des coûts de transport de carburant élevés, une fiabilité médiocre et une maintenance difficile.

Une solution d'alimentation fiable et à long terme doit s'appuyer sur les ressources naturelles locales. L'énergie solaire et éolienne est abondante et hautement complémentaire en termes de temps et d'espace sur les îles. Les systèmes hybrides éolien-solaire offrent une solution d'alimentation hors réseau fiable et économique pour les stations de base. Avec du personnel de maintenance sur place, des groupes électrogènes diesel peuvent être inclus comme backup, réduisant la capacité requise des panneaux solaires et des éoliennes, abaissant le coût global du système et améliorant la fiabilité.

Centrales hydroélectriques de pompage-turbinage

Les centrales hydroélectriques de pompage-turbinage hybrides éolien-solaire utilisent directement l'énergie éolienne et solaire pour alimenter les pompes d'eau pour le stockage d'énergie, évitant l'utilisation de batteries. L'eau stockée est ensuite utilisée pour une production d'électricité stable. Cette approche intègre l'hydroélectricité conventionnelle avec l'éolien et le solaire, tirant parti de leurs distributions spatiotemporelles complémentaires. Elle convient aux zones éloignées hors de portée du réseau et soutient la conservation écologique dans le développement énergétique. Les exigences clés comprennent :

• Économie d'énergie tout au long du processus de conversion

• Équilibre hydrique dans le système de pompage auto-circulant

Bien que légèrement plus coûteux que l'hydroélectricité conventionnelle, ce système résout le problème de la non-opération saisonnière rencontré par les petites centrales hydroélectriques en hiver. Ainsi, les centrales de pompage-turbinage hybrides éolien-solaire offrent des avantages techniques et économiques uniques et peuvent servir de solution énergétique viable pour les sites appropriés.