Les énergies renouvelables ont dominé la croissance des nouvelles sources de production d'électricité en gros au cours des cinq dernières années. Sous l'impulsion d'une politique favorable, d'une baisse rapide des coûts, d'améliorations technologiques et d'une mise sur le marché rapide, en 2019, les centrales solaires représentaient 29 GW de la capacité de production d'énergie solaire à l'échelle des services publics existants aux États-Unis, avec 367 GW supplémentaires dans les files d'attente d'interconnexion.
Au fur et à mesure de l'évolution de la technologie solaire photovoltaïque, le développement s'est déplacé de l'énergie totale fournie sur de longues périodes vers la fourniture de services de réseau, où les régulateurs et les marchés récompensent les opérateurs qui peuvent garantir des quantités spécifiques d'énergie à des moments précis. Des progrès notables ont été réalisés dans des concepts tels que les centrales photovoltaïques dispatchables et les centrales solaires hybrides avec stockage, donnant lieu à des capacités de centrale qui augmentent la valeur d'un générateur solaire pour le réseau électrique. Sur le marché des contrats d'achat d'électricité (CAE) en 2019, les énergies renouvelables ont gagné plus souvent dans les offres en tête-à-tête avec les combustibles fossiles conventionnels.
Face à cette pression à la baisse sur les prix, les promoteurs de projets solaires prennent des mesures pour rationaliser les coûts ou concevoir leurs installations de manière à obtenir une plus grande valeur ajoutée pour le réseau. Une étude récente du Berkeley Lab indique que 28 % des projets solaires en cours de développement ont adopté cette dernière approche en faisant une offre pour des installations solaires hybrides avec stockage.
Historiquement, les centrales solaires fournissaient de l'électricité lorsque le soleil brillait et étaient rémunérées pour l'énergie qu'elles produisaient. Aujourd'hui, pour maximiser leur valeur, les centrales solaires doivent s'appuyer sur des stratégies de répartition intelligentes pour gérer un ensemble complexe de facteurs, dont les suivants
- Exigences du PPA
- Contraintes de charge du réseau ITC
- Prévisions de la production photovoltaïque
- Prix du marché
- Dégradation du stockage
- Et plus encore
Ces facteurs sont désormais directement liés à la rentabilité des usines.
Adopter des technologies de pointe pour mieux servir les clients
8minute Solar Energy(8minute), l'un des plus grands développeurs d'énergie solaire et de stockage aux États-Unis, a concentré ses travaux de R&D sur l'avancement des contrôles et l'adoption de nouvelles technologies de pointe pour améliorer la valeur de ses centrales solaires intelligentes avec stockage intégré.
À l'appui de cette recherche, Clean Power Research s'est associé à 8minute dans le cadre d'un projet pilote innovant visant à développer une prévision probabiliste basée sur un réseau neuronal et à évaluer sa valeur en tant qu'entrée pour les commandes intelligentes de l'une des centrales solaires et de stockage de 8minute.
"L'innovation est au cœur de tout ce que nous faisons chez 8minute, ce qui nous permet de concevoir et de développer les centrales solaires intelligentes les plus avancées et les plus rentables. Plutôt que de considérer le stockage comme un composant supplémentaire, notre équipe conçoit nos technologies pour qu'elles fonctionnent comme un système homogène et hautement efficace. Nous sommes ravis de nous associer à l'équipe SolarAnywhere® de Clean Power Research pour évaluer la valeur des prévisions probabilistes en tant qu'entrée des commandes intelligentes des centrales. Cette recherche pourrait nous permettre de mieux servir nos clients en réduisant davantage le coût de l'énergie et en améliorant la fiabilité du réseau", a déclaré Luke Hansen, vice-président de l'ingénierie du stockage chez 8minute.
Clean Power Research s'attend à ce que la recherche montre que les prévisions probabilistes de l'irradiance horizontale globale (GHI) et de la production photovoltaïque peuvent être utilisées pour améliorer l'exploitation des centrales solaires et démontrer un impact sur les résultats.
La valeur des prévisions probabilistes : un contraste avec les prévisions déterministes de GHI et de puissance.
L'un des principaux avantages des prévisions probabilistes est qu'elles tiennent explicitement compte des incertitudes liées à l'intermittence et à la variabilité due aux nuages. Cela contraste avec les prévisions déterministes de GHI et de puissance, qui ne fournissent qu'une seule prédiction. Ces informations supplémentaires aident les propriétaires de centrales photovoltaïques à mieux prendre leurs décisions en tenant compte des risques.
Par exemple, dans la prévision probabiliste à intervalle de confiance de la figure 1 ci-dessous, il y a 10 % de chances que le GHI tombe sous la ligne sombre inférieure (Q10), 90 % de chances qu'il soit sous la ligne sombre supérieure (Q90) et donc 80 % de chances qu'il se situe entre les deux, à l'intérieur de l'"enveloppe d'incertitude" ombrée. La ligne orange est la prédiction déterministe du GHI. L'enveloppe d'incertitude pour la première partie claire de la journée est beaucoup plus serrée que l'enveloppe pour le reste de la journée, où des conditions partiellement nuageuses étaient attendues. Les exploitants de centrales photovoltaïques peuvent utiliser ces informations pour ajuster leurs décisions opérationnelles. Par exemple, lorsque l'écart entre les résultats attendus est plus important, l'exploitant de la centrale peut opter pour une stratégie de soumission plus prudente.
La valeur des prévisions probabilistes de l'IGS et de la production photovoltaïque a été démontrée dans des documents de recherche dans le contexte de la production d'énergie ferme, de l'amélioration de la flexibilité des centrales solaires et de stockage, de l'optimisation des stratégies d'enchères, de la détermination des réserves d'exploitation et du maintien de la fiabilité du réseau. La présente collaboration permettra de démontrer l'efficacité des approches probabilistes sur le terrain. À ce jour, Clean Power Research et 8minute ont testé et amélioré la méthodologie de prévision probabiliste et ont obtenu des résultats très prometteurs avec au moins un grand service public de la côte ouest. Au fur et à mesure que ce projet pilote avance, davantage de données sur le terrain seront disponibles.
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Cependant, chaque projet solaire étant unique, les meilleures approches et les meilleurs résultats varieront. SolarAnywhere® inclut désormais les prévisions solaires probabilistes parmi sa large gamme de données solaires précises et de solutions d'intelligence. Si vous souhaitez découvrir comment les solutions de prévision de SolarAnywhere pourraient vous être utiles, contactez-nous pour un essai. Vous pouvez en savoir plus sur les prévisions de SolarAnywhere ici.