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Électricité : les défis du stockage et des réseaux intelligents

J’ai trois piles AAA dans mon tiroir si ça peut aider

Électricité : les défis du stockage et des réseaux intelligents

Alors que l’électricité va connaitre une baisse de prix importante pour certains clients à partir du week-end prochain, le Journal du CNRS revient sur les réseaux électriques intelligents pensés « pour mieux distribuer les énergies renouvelables ». La question du stockage est aussi abordée.

Le 27 janvier à 14h10

Un rappel avant de plonger dans le cœur du sujet, Gilles Debizet (aménagiste et prospectiviste des flux au laboratoire de sciences sociales PACTE du CNRS) revient sur les grandes lignes du fonctionnement du réseau électrique en France :

« La gestion des réseaux électriques est aujourd’hui répartie entre les gestionnaires du Réseau de transport d’électricité (RTE) et ceux des réseaux de distribution (Enedis et les gestionnaires locaux de distribution, comme GreenAlp, à Grenoble). Ils mobilisent d’ores et déjà des centaines de milliers de producteurs d’électricité d’envergure locale ou individuelle, qui seront vraisemblablement des millions dans quelques années ».

Et on ne parle ici que des producteurs et des gestionnaires de réseaux, pas des dizaines de fournisseurs auprès desquels les clients s’abonnent. Pour certains, ce ne sont que des interfaces commerciales, y compris chez ceux proposant de l’énergie verte.

Puissance produite = puissance consommée + pertes

Revenons à nos électrons. Contrairement à l’eau ou au gaz que l’on peut facilement stocker, le réseau électrique repose en grande partie sur une contrainte physique : pertes mises à part, la puissance consommée doit être égale à celle produite.

RTE a publié la semaine dernière le bilan (provisoire) de la production d’électricité française, à 536,5 TWh. Dans le mix, la production nucléaire représentait 67,4 % à 361,7 TWh, l’hydraulique 13,9 % à 74,7 TWh, l’éolien 8,7 % à 46,6 TWh et le solaire 4,3 % à 23,3 TWh.

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Commentaires (50)

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... Et qu'en l'absence de production d'énergie non pilotable, il faut surtout avoir la même capacité de production pilotable en réserve ... Qui est d'autant moins utilisée, et dont le cout augmente en conséquence :/

Après si on trouve un moyen de stocker pas cher ET en grande quantité ET avec un rendement pas trop mauvais ET de manière pas trop sale écologiquement on pourra couvrir tous les toits de panneaux solaires ... En attendant ce n'est pas la solution magique ...
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ou de passer sur des consommateurs pilotables via la grille intelligente.

Niveau rendement, il vaut toujours mieux fabriquer de l'hydrogène avec un rendement médiocre que de laisser une éolienne à l'arrêt ou d'injecter le courant de panneaux solaires pour un prix d'achat ridicule.
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C'est pas faux. Par contre, je ne suis pas sûr que le propriétaire du dispositif de conversion électricité -> hydrogène sera ravi si son installation ne fonctionne que lorsqu'il y a du surplus d'électricité ...
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le propriétaire du dispositif en question serait le même que celui du moyen de production. C'est donc un simple calcul de rentabilité entre vente et fabrication d'hydrogène vert et cela peut être relativement automatisé.
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D'accord. Quid alors lorsque le propriétaire du dispositif de fabrication de l'hydrogène et différent de celui du moyen de production ?
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Si ce n'est pas le même proprio alors les deux sont indépendants et pas obligatoirement situés au même endroit.

Le propriétaire du dispositif de fabrication va sûrement ajuster la fabrication d'hydrogène au cour horaire de l'électricité pour optimiser le coût de l'hydrogène fabriqué. Dès que cela dépasse un objectif de coût maximal, on coupe.

On peut ainsi fabriquer de l'hydrogène à moindre coût la nuit et les jours chaumés comme le dimanche, voir le samedi. C'est de la pure optimisation fiscale.
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Concernant l'inégalité de financement du réseau entre celleux qui ont des panneaux PV, et d'autres qui n'ont ont pas est une bonne remarque. Il y a une partie du prix qui devrait dépendre des Kwh consommés comme c'est déjà le cas aujourd'hui (qui s'explique j'imagine par si on consomme moins sur le réseau, il faut moins de "gros câbles" sur les grosses lignes à financer), et une autre partie du prix devrait dépendre pour moi de la puissance souscrite (Là, c'est pour dire j'imagine 'il faut bien financer le câble qui arrive à votre habitation"). Or c'est déjà un peu le cas non ? Il y a bien une facturation variable pour l'utilisation du réseau au Kwh, et une facturation fixe pour l'abonnement avec une puissance donnée.

Au final, est-ce vraiment le cas le fait qu'il y ai inégalité sur le cas du financement du réseau ? De plus, celles et ceux qui ne peuvent pas techniquement installer des panneaux sur des logements collectifs n'ont pas non plus à les acheter, ni à supporter techniquement, mentalement et financièrement leur maintenance ou leur éventuelle réparation.

Edit : précision
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Je trouve effectivement que ces questions sont malvenues, d'autant que les particuliers avec des panneaux :
- doivent investir pour l'installation (et payent déjà la TVA pour leur installation, ce qui représente les taxes de qql milliers de kWh),
- la maintenir,
- payent de toutes façons un abonnement pour leurs besoins sans PV (nécessaire pour la nuit)
- chargent moins le réseau la journée puisqu'ils produisent une partie de leur consommation,
- participent à décarboner (et potentiellement à limiter l'usage de gaz, donc limiter le coût marginal) le système.
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Et a tout ce que vous avez dit, il faudrait aussi ajouter le fait que même si vous injectez gratuitement votre surplus (donc en l'offrant à la communauté) en l'ayant déclaré à Enedis, vous serez légèrement facturé par Enedis via votre fournisseur d'électricité au motif qu'il faut tenir les compte de l'injection.

Edit :
Cela dit, il faudrait aussi tenir compte du fait que tout le monde n'installe pas ses panneaux soit même. Celles et ceux qui le font via un professionnel, sont souvent subventionnés (pas forcément beaucoup).
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Celles et ceux qui le font via un professionnel, sont souvent subventionnés (pas forcément beaucoup).
Subventionnés 1000€ pour une installation qui en coûte 5000 de main d’œuvre. On peut pas dire que ce soit l'op du siècle.
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Certes, mais il fallait être précis jusqu'au bout, et ne pas sélectionner uniquement les infos qui allaient dans le sens de ce qu'on disait ! De plus, il n'y a pas que la subvention des travaux car la revente aussi est subventionnée, et les opérateurs ont obligation de racheter le surplus à prix subventionné (ditons 10 centimes le Kwh contre 6) lorsque l'installation est faite par un professionnel (alors non dans le cas contraire). Mais là encore, ce n'est pas tant que ça, car le principe est d'auto-consommer, et non de revendre, et cela reste moins intéressant que l'auto-consommation.
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À 11 cts/kWh, tu perds par rapport au tarif du réseau (le moins cher, i.e. tempo bleu HC est déjà à 12 cts/kWh). On a beau retourner le problème dans tous les sens, vouloir faire payer plus les particuliers qui ont des panneaux n'a pas de sens, sauf à vouloir stopper net les installations chez les particuliers (pourtant celles qui présentent le moins d'inconvénient vis-à-vis de l'adaptation du réseau).
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Pour le tarif réseau, il faut soustraire le prix du transport (Enedis/RTE) qui est de 6 centimes environ. Donc à ton tarif à 12 centimes, il faut enlever environ 6 centimes de transport. Tu achètes en TTC ton tempo bleu HC à 6 centimes et non à 12 centimes. Les nouvelles heures creuses non tempo seront à 15 centimes environ, soit 9 centimes si on enlève le coût du transport.

Et encore, les 10 centimes sont vu comme des bénéfices à imposer (non imposés en dessous d'un seuil).

Bon c'est sûr que de toute façon, ce n'est pas l'affaire du siècle comme tu dis. Et donc sous entendre que les propriétaires de panneaux sont des "profiteurs" alors qu'il contribuent au collectif (production et impôts), c'est malvenu.
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Selon la CRE et legifrance, le TURPE varie entre 0.5 et 2.5 cts/kWh. D'ailleurs, du point de vue utilisateur, peu importe la prise en compte du TURPE, revendre au lieu d'auto-consommer te fait perdre de l'argent par rapport à tout auto-consommer.
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Je ne sais pas pour la TURPE, mais selon ma facture, "l'acheminement Stockage virtuel (Enedis) BASE" me coûte 0,0437€/Kwh en HT, et de 0,052€/Kwh en TTC. Les prix varient si on est en HC/HP. Comme next.ink Next indiquait qu'il y aurait probablement une augmentation du coût de l'acheminement en février sans que je réussisse à déterminer le prix exacte, j'ai arrondi à 6 centimes.
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l'acheminement Stockage virtuel (Enedis) BASE
C'est chez quel fournisseur ?
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Urban Solar Energy
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C'est le stockage virtuel qui me fait tiquer. Leur décomposition du prix est peut être artificielle pour une raison qui se légitime chez eux mais pas partout. En tout cas, le TURPE et l'accise sur l'électricité sont les seuls éléments que j'ai trouvé qui s'ajoute au coût de base du kWh dans la formation du tarif client (a minima chez EDF tarif bleu).
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Mais toujours selon ce next.ink Next, la part liée à l'acheminement est de 20% environ, ce qui fait plus ou au moins 5 centimes au final en TTC. De plus, le document issu d'Enedis (Page 22) indique que CU est bien à 4,48 centimes/Kwh pour la part variable, et j'imagine en HT. Donc toutes les sources corroborent mes chiffres, y compris ceux de mes factures.
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Après en LU, c'est plutôt à 1.15 centimes /Kwh (toujours en HT j'imagine). Je ne sais pas trop lequel est appliqué et quand, mais je dirais le CU vu ma facture.
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C'est le CU4 qui s'applique généralement aux particuliers. Donc c'est difficile de dire exactement combien ça fait, parce que ça dépend de la période. Pour comparer avec l'injection, il est sûrement plus logique de se comparer à la valeur HPB : c'est la période où des panneaux ont une chance de surproduire et d'injecter.
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Même les CU4 corroborent les chiffres que j'ai donnés dans 3 cas sur 4.

Edit :
De plus, mes chiffres de départ se référait au tarif Base non HC/HP. Donc je pense que c'est CU qui s'applique dans ce cas.
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De plus, mes chiffres de départ se référait au tarif Base non HC/HP. Donc je pense que c'est CU qui s'applique dans ce cas.
Je ne crois pas que le CU soit rapporté à l'option de tarif (si j'ai bien compris sur le site selectra, tu combines le meilleur TURPE pour toi avec le choix de tarif que tu fais).
Même les CU4 corroborent les chiffres que j'ai donnés dans 3 cas sur 4.
Pour ce qui est des données générales, c'est possible (si je lis bien ma facture, le TURPE doit représenter 30% du kWh, donc on peut pense 20% du total tout compris comme c'est évalué par le CRE ou Enedis). Si tu considères l'injection de production solaire (en tout cas, j'étais resté sur cette partie de l'échange avec comparaison des cts/kWh injecté/consommé), les TURPE HC sont inutiles (nuit), et les TURPE haute saison (hiver) assez peu pertinents aussi (l'installation solaire typique en auto consommation n'aura pas de rab pour réinjecter).
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Je ne pense pas que l'injection soit facturée, mais la restitution la nuit de l'énergie injectée le jour oui.
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la restitution la nuit de l'énergie injectée le jour oui.
Quelle restitution ?
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Chez Urban Solar Energy, l'injection est gratuite et non payée, mais l'électricité injectée est "restituée" au particulier lorsqu'il n'a plus de solaire. C'est leur concept de "batterie virtuelle". Et cette dernière est bien virtuelle, car c'est juste un jeu d'écriture sur la facture. Au moment où la batterie virtuelle se vide, on paye juste le transport de l'électricité via le réseau quand l'électricité qu'on a injectée le jour est "restituée" la nuit (ou à n'importe quel moment où on soutire). On ne paye pas l'électricité ni les taxes (ou seulement la taxe sur le transport). Quand la batterie "virtuelle" est vide, on paye à nouveau l'électricité normalement. Bon par contre, c'est pas aussi simple, car il faut payer plus cher l'abonnement (1€/Kwc d'installation). Donc si on injecte jamais, la formule n'est pas intéressante.
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Au final, je ne comprend pas où vous voulez en venir, vous dites "Selon la CRE et legifrance, le TURPE varie entre 0.5 et 2.5 cts/kWh", mais ou vous avez trouver cela ? Vous avez un lien et une page ? Car tous les chiffres que je vous ai donnés provenant directement d'Enedis ne valident pas cela (ni le minimum, ni la maximum). Si je vous donne le tarif visible sur ma facture, vous dites c'est un autre chiffre. Au final, vous avez raison et c'est tout ?
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Ça venait d'un autre document, et c'est moi qui me suis trompé entre les acronymes HTB et HPB. Pour la version BT Au final, vous avez raison et c'est tout ?

Au final, vous venez me parler de TURPE quand je compare le prix de l'injection avec le prix du kWh (une comparaison avec le point de vue du producteur particulier), donc je me restreins à la valeur du TURPE sur la période pendant laquelle il est crédible qu'il y ait injection (donc ni la nuit, ni la haute saison).

Tout ce que je veux dire ici, et là il me semble même qu'on est d'accord, c'est que, peu importe le critère considéré, vouloir faire payer plus les auto-producteurs au motif qu'ils ont "la chance" d'avoir posé des panneaux solaires, ça n'a aucun sens (sauf à vouloir dissuader à contribuer à l'électrification).
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Concernant la TURPE, le calcul me demanderait trop d'attention pour en déterminer le prix exact. De mon côté, je me contente d'observer celui de ma facture.

"Tout ce que je veux dire ici, et là il me semble même qu'on est d'accord, c'est que, peu importe le critère considéré, vouloir faire payer plus les auto-producteurs au motif qu'ils ont "la chance" d'avoir posé des panneaux solaires, ça n'a aucun sens (sauf à vouloir dissuader à contribuer à l'électrification)."

Oui, totalement d'accord. Je rajouterais à "sauf à vouloir dissuader à contribuer à l'électrification" ceci "sauf à vouloir faire porter le chapeau aux écolos, comme ça peut être l'usage parfois, de l'état de la planète en leur expliquant que leur solution est pire que de ne rien faire, et que ben toustes les autres ont raison de pas bouger". Lors des derniers incendies au états unis, certains ont expliqué que c'était à cause des écolos qui ne voulaient pas raser les forêts, car sinon, il n'y aurait plus rien à brûler (comme si personne n'avait jamais imaginé le concept de "coupure de combustible" dans les forêts). J'ai pris cet exemple, mais il y en a de plus lointains en France dont je me rappel moins bien avec des idées reçues telles que "les écolo ne comprennent rien à la science", "la solution est pire que le mal", "nous n'allons par nous éclairer avec des bougies", "les écolos sont des dictateurs", etc. Donc, je pense que ça peut aussi être une hypothèse où inconsciemment, il y a une forme "d'écolocisme" qui se serait mis en place.
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Tout à fait, surtout sur le dernier paragraphe.
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non, ce n'est pas nécessaire car le prix de l'abonnement réalise déjà cette fonction: la puissance souscrite est étroitement liée à la section des câbles nécessaires.

Quelqu'un qui va produire localement et stocker va être en mesure de réduire sa consommation pic et donc de passer sur un abonnement inférieur.

Si les panneaux ne permettent pas de garantir une puissance consommée crête inférieure vue du réseau, il n'y a pas de raison que l'abonnement soit moins cher.
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En décembre, la production de panneaux dans une région nuageuse du nord, si on arrondi, équivaut à "pas de panneaux". En revanche, on peut effectivement soulager le réseau via les batteries, en chargeant la nuit pendant les heures creuses, et en déchargeant le jour. Ça reste économique si le rendement des batteries n'est pas trop mauvais, et ça soulage le réseau le matin lors du pic de consommation national. En plus, c'est important de faire quelques cycles de charges/décharges sur les batteries afin que le BMS rééquilibre les cellules. Du coup, ça ne permet de pas de changer la puissance de l'abonnement étant donné la faible production des panneaux pendant une période où on consomme le plus si on a une PAC.

Dans d'autres régions comme le sud, c'est peut être différent.
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Je ne vois pas en quoi on serait en désaccord.
la puissance souscrite est étroitement liée à la section des câbles nécessaires.
Au moins à la mise en place de la ligne, je ne suis pas sûr que, si tu baisses ta puissance souscrite, on vienne te recâbler avec une section inférieure.
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Non mais si tu augmente ta puissance souscrite, on te recâblera avec plus gros sans te faire payer le coût total des travaux. Ce sont ces travaux et l'entretient des câbles en place qui sont payés par la partie fixe de ta facture.

Donc, si tu es en mesure d'effacer tes pics de consommation via le stockage et de baisser ton abonnement par cette méthode, tu sera bien récompensé.

Pour la récompense supplémentaire, rien n'empêche un fournisseur de te faire un prix canon si tu es prêt à effacer tout ou partie de ta consommation lors des pics de consommation. C'est une des choses permises par le linky et que les anciens compteurs ne permettaient pas.
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Pour la récompense supplémentaire, rien n'empêche un fournisseur de te faire un prix canon si tu es prêt à effacer tout ou partie de ta consommation lors des pics de consommation. C'est une des choses permises par le linky et que les anciens compteurs ne permettaient pas.
J'en suis pas encore là. Je suis en tempo, ça demande déjà un peu de gymnastique les jours rouges (totalement électrifié à l'exception de la tondeuse et de la débroussailleuse, que j'utilise étonnamment assez peu les jours rouges)
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Pour les câbles, c'est justement l'inverse.
Plus il y a d'électricité intermittente de type photovoltaïque, ou éolienne, plus les écarts entre la production et les besoins sont importants. Et plus il faut de gros câbles,
ou de centrales à gaz. Ou comme le propose l'article de modulation de la consommation.

Car si celui qui a des PV tire souvent moins sur le réseau, quand le temps se couvre il tire plus que d'habitude. Donc, pour les câbles, ou le réseau électrique en général, il n'y a pas de gain, au contraire.
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Si les panneaux produisent 0, les câbles sont les mêmes que s'il y a pas de panneaux. Le réseau ne devrait pas coûter pas plus cher à ce moment. Ce n'est donc pas pire. On pourrait se poser la question de l'injection. Peut être qu'il faut plus de gros câbles en cas de gros pic de production, sauf que 1. chaque particulier va essayer d'autoconsommer le maximum (sèche linge, charge véhicule, gros appareils, etc) vu qu'il est incité financièrement pour le faire, et 2. le courant injecté va aller chez le voisin, et non à l'autre bout de la France. Limite, il y a des économies globales vu qu'il y a moins de pertes car le courant a moins de distance à parcourir.

Concernant le surplus non consommé à l'échelle du pays, le problème est le même si cela provient de centrales de particuliers ou de centrales industrielles. Ce n'est pas un problème spécifique lié au particuliers, et les particuliers supportent seuls le risque financier que n'ont pas à supporter les gros producteurs et la collectivité lorsque c'est eux qui financent leur installation sans emporter la collectivité dans leur éventuelles dérives financière.

Donc je vois bien un problème technique si trop de monde produisent trop d'électricité au même moment, car le réseau pourrait ne pas le supporter, et il faudrait alors tout stocker pour éviter de disjoncter une partie des installations afin de protéger les câbles du réseau. Ce serait l'inverse d'un "blackout" qu'on pourrait appeler un "lightout". Mais de 1. c'est loin d'être le cas aujourd'hui vu la part de renouvelable en France (donc une chose après l'autre), et 2. il reste justement la possibilité des stockages décentralisés pour délester le surplus et éviter que le surplus engorge les lignes hautes tension. Or Enedis/RTE n'aurait pas forcément à supporter le coût financier du stockage, car ce serait plutôt le travail des fournisseurs d'électricité.

Enfin, si beaucoup de monde ont des panneaux, et donc financent moins le réseau par kwh consommé, vu qu'il y aurait globalement moins de Kwh consommé sur le réseau, il restera de toute façon la possibilité de transférer une partie de la part variable du financement des réseaux vers la part fixe (abonnement). Au final, je vois pas bien en quoi cela désavantagerait ceux qui n'ont pas d'ENR, car même si leur coût en abonnement aurait augmenté, le coût au kwh de la maintenance du réseau aurait diminué.
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Les spécialistes du sujet voient des risques sur le réseau avec la multiplication des ENR.
Le réseau est historiquement fait pour l'hiver, avec les ENR le risque serait plutôt l'été : ton "ligthout". Et je ne pense pas que les incitations économiques à auto-consommer suffisent à éliminer ce risque.

https://reseaux.photovoltaique.info/fr/atteindre-les-objectifs-enr/enjeux-et-perspectives/enjeux-lies-a-la-variabilite-des-enr/enjeux-lies-au-raccordement-des-enr-sur-le-reseau-de-distribution-delectricite/
"Le réseau de distribution doit pouvoir accommoder des situations hivernale avec une forte consommation et faible production, et estivale avec une faible consommation et éventuellement une forte production".
Donc cela signifie plus d'interconnexion, de gros câbles.

Et il y a un autre point, aujourd'hui le réseau basse tension sur lequel vont se déverser les ENR intermittentes et réparties est "passif", peu régulé, "tout juste" observé... Ce sont les réseaux moyenne tension et plus qui sont régulés.
Avec une injection massive sur le réseau basse tension, il ne peut plus rester passif.
Encore des évolutions, mais c'est justement l'objet de l'article.

La multiplication des ENR ne restera pas neutre vis à vis du réseau. Cependant, il y a de nombreux effets de seuils, et je ne sais pas quand nous les franchirons.
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Je ne comprends pas bien cette logique:
plus la production est centralisée type nucléaire ou grands barrages et éloignée de la consommation plus il faut de gros tuyaux, peut-etre qu'il y a une situation intermédiaire qui nécéssite des tuyaux moyens partout, mais plus la consommation se mélange à la production, plus les gros tuyaux sont courts et rares.
Une autre chose est claire aussi c'est que le passage au renouvelable doit s'accompagner de réduction de consommation, du moins du gaspillage, bref décentraliser réduit forcément les tuyaux.
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J'ai répondu au dessus.
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Car si celui qui a des PV tire souvent moins sur le réseau, quand le temps se couvre il tire plus que d'habitude. Donc, pour les câbles, ou le réseau électrique en général, il n'y a pas de gain, au contraire.
Ce que vous dites est valable pour de grosses installations qui doivent injecter des puissances importantes, potentiellement plus qu'avec des moyens pilotables (car il faut surdimensionner les capacités pour compenser le facteur de charge inférieur).

Pour le particulier, c'est bien évidemment faux, puisqu'en l'absence de production propre, il ne consommera que ce qu'il aurait consommé s'il n'avait pas de panneaux solaires.

C'est pour ça qu'au lieu d'opposer ENRi et énergies bas carbone pilotables, on a besoin des deux.
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Le stockage à grande échelle est un sujet de recherche fascinant :)
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hydrogène, que l’on peut stocker facilement
Non. C'est difficile à stocker de par la taille de la molécule, même s'il y a de la recherche sur le sujet.
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Juste pour ce rendre compte des chiffres pour les centrales hydroélectriques.
Petit lien vers le barrage de "fr.wikipedia.org Wikipedia"
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Qui utilise actuellement les 8 contacts du linky ?
Première fois que j'en entend parler.
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Pas moi en tout cas. Le mien est en bordure de route à 50 m de la maison environ.
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Il n'y a qu'un seul contact physiquement, le reste, c'est via la téléinformation et cela peut passer quelques dizaines de mètres en zigbee ou à plus de 100 m via une paire torsadée.
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Je n'avais aucune idée de son existence et encore moins de la manière de les utiliser.
Si quelqu'un propose un lien sympa bien fait et utilisable sur ce sujet, je vous en serai gré.
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Connaissez-vous les panneaux solaires thermiques, ou chauffe-eau solaire? Cela nous permet ici en Bretagne nord de chauffer notre eau sanitaire de avril à octobre minimum et par intermittence l'hiver les journées ensoleillées. (Maison 100m 2 hab pour le moment). Cela consomme 6 watts (face aux 2000w de la résistance elec d'un ballon classique). L'hiver le poêle allumé chauffe l'eau à son tour. Pourquoi ce système n'est-il pas favorisé par les politiques? J'ai une petite idée de la réponse. La volonté n'est pas là, il n'y a rien à gagner à rendre les gens moins consommateurs . :neutral:
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Oui je connais, et les DROM connaissent, c'est subventionné à plein par les régions et l'état.
C'est très rentable.
J'en connais qui on une installation depuis 40 ans ! (ca se change quand même)

Électricité : les défis du stockage et des réseaux intelligents

  • Puissance produite = puissance consommée + pertes

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  • Centrales hydroélectriques : stocker l’énergie avec le pompage-turbinage

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