Un système photovoltaïque-diesel pour l’alimentation électrique

Par Emmanuelle Brière
février 2013

L’installation d’un mini-réseau photovoltaïque-diesel dans la vallée de Nemiah en Colombie-Britannique réduit d’environ 25 % la consommation de carburant destiné à l’alimentation électrique d’une communauté.

Photo du Lac Konni et montagnes environnantes dans la vallée de Nemiah

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Lac Konni et montagnes environnantes dans la vallée de Nemiah.

La communauté de la vallée de Nemiah se situe à 250 km au nord de Vancouver (C.-B.) et à 100 kilomètres du réseau électrique le plus près. Étant en région éloignée, cette communauté dépend principalement de groupes électrogènes diesel pour produire son électricité. Toutefois, le coût de production à partir de ces groupes est environ 10 fois plus élevé que le coût de production d’une centrale utilisée en réseau intégré.

Des chercheurs de CanmetÉNERGIE de Ressources naturelles Canada (RNCan) ont collaboré avec la première nation des Xeni Gwet’in de la vallée de Nemiah pour tester la viabilité d’un mini-réseau hybride photovoltaïque-diesel et aider à réduire les coûts en électricité. Les partenaires se sont d’abord penchés sur l’efficacité du groupe électrogène en place et ont procédé à l’installation d’un système de panneaux solaires photovoltaïques (PV).

« Les améliorations que nous avons apportées au groupe électrogène, combinées à l’ajout des PV, ont permis une économie moyenne de 26 000 litres de carburant annuellement, soit une réduction d’environ 25 %, » affirme Sophie Pelland, chercheure en photovoltaïque au centre de recherche de Varennes à RNCan. « Nous avons aussi observé une baisse d’émissions de gaz à effet de serre d’environ 73 tonnes ce qui équivaut à retirer 21 voitures de la circulation. »

Un groupe électrogène diesel plus efficace

Photo d’un groupe électrogène de 95 kW

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Un groupe électrogène de 95 kW.

Le groupe électrogène de la vallée de Nemiah se composait initialement de 3 génératrices diesel de 95 kW qui alimentent 22 résidences et une zone commerciale (garderie, centre de santé, station d’essence, etc.) Cependant, comme dans la plupart des communautés en région éloignée, ces génératrices sont surdimensionnées par rapport aux besoins énergétiques relativement faibles, et ce, dans l’éventualité où la demande en électricité augmenterait.

Cette pratique occasionne des pertes d’efficacité importantes. « Bien que les besoins énergétiques de la communauté soient relativement faibles, il est pratique courante de maintenir ce type de génératrice à une charge minimale d’environ 30 % afin de prévenir son usure prématurée, » explique Dave Turcotte, chercheur en intégration des énergies renouvelables à CanmetÉNERGIE.  « Ainsi, la plupart des communautés éloignées utilisent une charge additionnelle destinée uniquement à assurer une charge minimale pour la génératrice, ce qu’on appelle la charge de lissage. Cette charge est activée lorsque la charge de la génératrice tombe sous les 30 % et l’énergie est alors carrément perdue. »

Afin de remédier à cette perte d’efficacité et à la surconsommation de carburant y étant reliée, les chercheurs de CanmetÉNERGIE ont recommandé de remplacer une des trois génératrices diesel par une autre plus petite. « Cette nouvelle génératrice de 30 kW prend le relais durant la nuit et les fins de semaine, ce qui permet d’éliminer les charges non-critiques de la zone commerciale qui restaient auparavant inutilement allumées durant ces périodes », ajoute Dave.

L’énergie solaire comme source complémentaire

Photo d’un système photovoltaïque sur le toit d’une résidence

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Système photovoltaïque de 2.88 kW sur le toit d’une résidence privée de la communauté.

Après avoir comblé cette lacune du mini-réseau diesel existant, les chercheurs de CanmetÉNERGIE et la première nation des Xeni Gwet’in ont ajouté des panneaux solaires photovoltaïques (PV) pour aider à diminuer les coûts en électricité de la communauté et donner l’occasion aux chercheurs d’étudier un mini-réseau PV-diesel.

« La charge relativement faible du réseau initial de cette communauté a permis une pénétration du photovoltaïque beaucoup plus importante que dans de grands réseaux centralisés. » souligne Sophie. Les 27,36 kW de PV installés représentent environ 36 % de la charge de pointe du réseau et répondent à 11% des besoins annuels en électricité des usagers.

« Les Xeni Gwet’in considéraient déjà depuis quelque temps l’utilisation d’une source d’énergie renouvelable telle que l’énergie solaire pour réduire leur consommation de carburant, » ajoute Sophie. « C’était donc l’occasion rêvée de concevoir un système hybride pour la première fois et d’en évaluer la performance. Nous pensions également que ce projet de démonstration serait très utile pour d’autres communautés éloignées aux prises avec les mêmes défis. »

Les résultats de ce projet de démonstration ont été partagés dans le cadre d'une collaboration avec l'Agence internationale de l'énergie.

Pour en savoir plus, visitez le site de CanmetÉNERGIE et de l’IEEE.  

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