Du photovoltaïque sur le toit

Artikel ins Deutsche übersetzt: Photovoltaik auf dem Dach

Lors de l’installation d’une source d’électricité sur le toit d’une maison, panneaux PV ou panneaux hybrides, on s’est évidemment préoccupé de l’usage qui va être fait du courant: auto-consommation, injection sur le réseau public, partage avec des voisins.

Dans le contexte de très haute qualité ordinaire du réseau électrique en Suisse, pas de soucis à se faire: on compte sur le réseau en tout temps. Venu de la Confédération et de la commission de l’électricité ELCOM cependant, un doute s’est installé; une analyse a été fournie par la firme BKW et un graphique (à l’échelle suisse) le montre très bien. Citation: …

 … Approvisionnement critique à la fin de l’hiver … 

• Scénario 1: en France, des capacités nucléaires de 19 GW disparaissent et la centrale nucléaire de Beznau II est à l’arrêt. Les possibilités d’importation sont restreintes, car le développement prévu du réseau de transport en Allemagne a été retardé et parce qu’un défaut sur une ligne limite la capacité de la connexion avec l’Italie.
• Scénario 2: toutes les centrales nucléaires suisses sont également à l’arrêt …

Source:  https://blog.bkw.ch/fr/approvisionnement-en-electricite-garanti-uniquement-de-prime-abord/ 

Suivant les circonstances internationales, plus le fait qu’il manque les 2’800 MW des centrales nucléaires suisses, on pourrait bien assister entre les heures 45 à 90 au démarrage d’une série de coupures de quelques heures chacune ou même d’un bon gros black-out. L’étude des conditions météo d’anciennes périodes de grand froid (entre -10°C et -20°C à Colombier-sur-Morges) a montré qu’il règne généralement bise et soleil: on mettra donc beaucoup de panneaux PV en façade (si on le peut, si les esthètes de la maisonnée veulent bien et si la Commune l’autorise) et sur le toit, pour ré-alimenter la batterie de la maison.

Le cas des interruptions prolongées de courant doit de toute évidence être envisagé: la dérive vers la panne du réseau public; si c’est pour plusieurs jours, c’est alors un black-out, avec redémarrage pénible sur 3-4 jours. Que devient une maison privée dans cette tempête ?

Un défaut de conception

Actuellement, la plupart des installations privées sont interrompues en cas de panne du réseau et ne fournissent plus aucun courant, même en plein soleil (!). Pour le propriétaire d’une belle et  puissante installation, une  bien mauvaise surprise s’il est victime du black-out. Explication: les onduleurs ont besoin de la fréquence de référence 50 Hz, strictement synchronisée avec le réseau public, pour avoir le droit d’y injecter leur courant. En cas de panne du réseau, tant pis pour l’installation solaire, tant pis pour l’autoconsommation ! On comprend bien que l’injection de modeste courant privé sur un réseau public sans ses puissantes sources habituelles ne soit pas acceptable – car ce serait dangereux pour les dépanneurs, la tension n’étant pas à zéro.

Le cas du black-out n’est visiblement pas pris en compte, tellement il a été rare jusqu’ici; les circonstances sur le plan international, aux frontières de notre pays, font qu’il va falloir s’en préoccuper, spécialement au fort de l’hiver et pour faire face à une vague de grand froid.  Si une décision politique de ne plus exporter vers la Suisse allait être prise (pour cause de pénurie dans les pays voisins, c’est une directive de l’UE), alors des black-outs seraient inévitables en Suisse, spécialement vers février-mars.

Maison privée. Installation électrique en îlot. 

Il faut alors recourir à la solution du fonctionnement en îlot; au moment d’une panne du réseau public, il faut que:

1. Un automatisme détache la maison du réseau public: un relais de puissance adéquate, asservi au réseau public, se déclenche immédiatement. Schéma de principe:

2. Un simulateur électronique d’alternateur se mette en route et donne à l’onduleur sa référence, l’horloge 50 Hz triphasée fournie habituellement par le réseau public. Il faut disposer d’un grosse batterie, dans laquelle puiser pendant toute la durée du black-out (dans l’idéal une dizaine de jours, en comptant rechutes et démarrage laborieux) de quoi assurer un service minimum de lumière et de chauffage.

3. Le sort du courant produit localement sur le toit soit bien programmé (priorité au stockage,  puis auto-consommation et enfin partage avec les voisins s’il a été organisé).

   *   *   *

Mettre des panneaux photovoltaïques (PV) sur mon toit signifie en fait que je vais payer l’évolution prévisible de la déplorable stratégie énergétique 2050 de la Confédération suisse: la dépendance croissante aux importations de courant en hiver, conséquence directe de l’arrêt progressif des centrales nucléaires suisses sans véritable remplacement et donc de la diminution de notre sécurité d’approvisionnement. Petit rafraîchissement de mémoire:

Energies renouvelables incapables de remplacer le nucléaire suisse !

Hypothèse à étudier ici: remplacement de la centrale nucléaire de Mühleberg (373 MW, 3 TWh/an, facteur de charge ~ 92%, arrêtée en décembre 2019) par des énergies renouvelables; vérification avec les données de 2020 des calculs de 2014.

§ Utiliser des éoliennes (facteur de charge 19%) est une erreur: elles sont cause de sécheresse en aval; elles sont donc écartées de la présente étude, tout comme les autres sources de la stratégie 2050, pas réalisées en 2020.  Donc, étude du remplacement à 100% par des panneaux PV (facteur de charge 11%).

§ Alimentation directe, pendant 8’760 heures/an * 11% = 964 heures à 373 MV ==> 359 GWh; du fait de la petitesse de cette rubrique, on ne tient pas compte de la probabilité de tomber hors des 92% du facteur de charge de l’ex-usine de Mühleberg.

§ Il reste les 81% (=89%-8%) à compenser, en passant par un accumulateur (pertes de 25%); il faut donc produire avec une puissance augmentée pendant 8’760 heures * 81% = 7’096 heures à 373 MW *125% = 466 MW ==> 3.307 TWh; et on a 964 heures/an aléatoires pour y arriver avec des parcs PV (pour la totalité de la production, il y faut 3’430 MW(+373 MW du remplacement direct)=3’803 MW, soit 1’902 parcs PV à 2 MW).

Le problème est que la somme des centrales suisses de type pompage-turbinage peut accumuler un peu moins de la moitié de cette quantité seulement … et qu’elles servent généralement à autre chose qu’à recevoir des parcs PV: exclu donc de remplacer Mühleberg nucléaire par du PV, hélas. Comme Mühleberg était la plus petite de nos centrales nucléaires et qu’on n’arrivera pas à la remplacer par des panneaux PV, on voit que l’affirmation qu’on pourra remplacer les centrales nucléaires suisses par des énergies renouvelables est lourdement trompeuse: l’hypothèse est à rejeter, les calculs de 2014 sont confirmés ! Conclusion amère: la stratégie énergétique 2050 de la Confédération n’a pas la plus petite chance de fonctionner …

Pour échapper à la pauvreté que représentait autrefois le manque d’énergie, le retour au nucléaire civil bien géré est une des rares bonnes solutions, sinon la seule de puissance suffisante. Pour sortir des avis, opinion et croyances, rien de tel que le calcul !  

Calculs des besoins (données 2019), selon les statistiques de l’OFEN

En 2010 avaient été calculée la situation, où la totalité des fournitures en énergie trouveraient un équivalent en usines nucléaires de tailles optimales. Ci-dessous un exercice semblable. Comme unité pratique, l’Usine-400 (caractéristiques 3 TWH d’énergie électrique/an, y compris 6 TWh de chaleur inhérente aux usines thermiques, délivrée en 11 mois sur 12 dont toute la saison froide, 24H/24 et avec la puissance de 400 MW).

Totalité de la consommation d’électricité pour 2019: 205’910 Tjoules, à savoir 57.2 TWh. En complément de la production hydraulique, il faudrait 8 Usines-400 pour reproduire la situation de 2019 avec toutes les centrales nucléaires suisses et vraisemblablement au moins 10 pour être à l’aise vers février. 

On voit apparaître le déficit en janvier, février et mars, évidemment compensé par des importations.

Parts des catégories (57.2 TWh x nn%): Ménages: 19.1 TWh, Agriculture: 0.915 TWh, Industrie: 17.27, Services: 15.33 TWh, Transports: 4.58 TWh

Une grande partie des dépenses des ménages et des industries, sous forme de chaleur, pourrait être évitées en installant du solaire thermique à la manière de Jenni Energietechnik (panneaux thermiques et gros réservoirs d’eau pour accumulation de chaleur et/ou de froid).

Equivalence: 834’210 TJ = 231.725 TWh.   En admettant qu’on remplace toutes les sources d’énergie existantes par des Usines-400 (à l’exception de l’électricité hydraulique locale, ~ 41 TWh) on a au maximum (car une part non négligeable de la statistique concerne de la chaleur) un total de 64 Usines-400 à mettre en oeuvre, environ 9 fois le parc nucléaire suisse actuel (2’800 MW). A quel prix ? En n’ayant plus à payer pétrole, gaz, électricité, … : un peu plus de 28 milliards Fr./année !

Après quelques black-outs – éventuellement il y aura retour à la raison

Retour probable au nucléaire

Un blackout désigne une panne de courant à large échelle (mot d’origine anglaise) ou, en temps de guerre, une réduction de l’éclairage pour protéger un lieu d’une attaque ennemie (on l’écrit black-out en français). Source: Wikipedia. 

§ La Suisse avait sur son sol en 2015, 1’694 tonnes de combustibles nucléaires usagés, qu’on a traité comme des déchets et dont, en suivant une idéologie anti-nucléaire habilement implantée, la NAGRA a reçu mission de se débarrasser en les enterrant profondément. Cette quantité augmente d’environ 75 tonnes/an. En 2020, ce sont presque 2’000 tonnes … Dûment avertie des possibilités de les exploiter (entre 2007 et 2009), la Nagra n’en a rien tiré:  on a prévu de creuser, on va creuser … Source:   Archive Focus 2003 de la NAGRA sur la gestion des déchets nucléaires . Il est évident que les gens à costume de Pr. Tournesol, qui viennent dire à ces foreurs de tunnels que de creuser est inutile, sont profondément (c’est le cas de le dire) perturbants pour leurs décideurs …

§ Pour ces enterrements de luxe, la Confédération par des lois a contraint les industriels du nucléaire à faire des provisions pharaoniques. Un fantastique gaspillage: sait-on dans le public que chaque kg de ces soi-disants déchets recèle en potentiel pour environ 2 millions de Fr. en électricité ? On a bien prévu que les dépôts puissent être accessibles par la suite, mais tout a été organisé pour un abandon pur et simple. Sait-on que les réacteurs capables d’exploiter ces combustibles existent déjà en simulations informatiques depuis 1996 et que nos Autorités, mises au courant, ont gardé le silence et n’en ont évidemment RIEN FAIT ? Sait-on dans le public qu’en ce qui concerne la radioactivité, les directives et les prescriptions sont fondées sur des exagérations, elles-mêmes résultats de mensonges scientifiques ? Il faut sortir du marécage ! 

§ L’idéologie anti-nucléaire porte en elle-même sa punition: la Société suisse qui la suit, sans rapport avec les besoins, perd par fermetures programmées d’usines nucléaires suisses, l’électricité produite fidèlement  des décennies durant par les dites usines; elles sont à 92% de facteur de charge – récoltant à la place, de fugaces sources d’énergie aléatoires à 11% de facteur de charge (PV), sans parler des minces sources d’énergie aléatoires bruyantes et perturbatrices de la météo à 19% de facteur de charge (éoliennes en Suisse) – quelques black-outs fort pénibles vont tomber sur une opinion publique qui ne s’y attend visiblement pas, du fait des changements dans les pays voisins; l’inconfort des pénuries et la dégringolade économique se chargeront peut-être de chasser les Verts et autres activistes, comme en Australie du Sud, assurément plus efficacement que l’argumentation raisonnable et méprisée des ingénieurs électriciens !

§ Comme la Suède, la Suisse fera bien de se décider rapidement à tirer les leçons des événements: elle n’a pas de remplacement du nucléaire, les contributions, prévues dans la Stratégie 2050, des énergies renouvelables ne font pas le poids; ceci tout en ayant du combustible nucléaire déjà en Suisse pour plus d’un siècle, si on allait l’exploiter dans des réacteurs destructeurs de déchets le combustible usagé (il y reste environ 95% de l’énergie nucléaire potentielle). Un avenir sombre de black-outs va accompagner les tergiversations politiques: comme privé piégé dans cette galère, je vais doter ma maison de quoi y résister le mieux possible …

Bibliographie

§ Données: facteur de charge du PV 11% en Suisse; tiré des statistiques des investissements pharaoniques suisses pour les énergies renouvelables, sous forme d’une partie des subventions (plus de 577 millions Fr. pour 2017); source 2018:   La transition énergétique repose sur une ERREUR scientifique   

§ Données: en Suisse, il y a en service 15 centrales de pompage-turbinage, de 2’562 MW au total et de 1’564 MWh /an, voir page 4, source 2020:  VSE/AES Rôle des centrales de pompage-turbinage dans l’approvisionnement en électricité.pdf

§  Remplacer du nucléaire par des énergies renouvelables est physiquement exclu: démonstration scientifique suisse   2018, utilisation du simulateur Energyscope de l’EPFL

§   Remplacer Mühleberg nucléaire ? Exclu !  2014, historique: le présent article en est une mise à jour.    

§     Détruire sans peur les déchets nucléaires !     2016.  Une des manières élégantes d’échapper aux affres du manque d’énergie en Suisse, après avoir surmonté la peur injustifiée de la radioactivité. A noter qu’entre la mise en route et l’aboutissement éventuel, compter au moins 10 ans de travaux acharnés, plus le temps d’installer des usines modèles de sécurité et de fiabilité.

§  Liste globale des besoins identifiés en 2010: Pénuries de 70%  / Données analogues, en 2019:  Statistique globale de l’énergie de l’OFEN,  rubriques “Statistiques globales suisses de l’énergie 2019” et  Graphiques de la statistique globale suisse de l’énergie 2019   (importer un .zip, y choisir des graphiques); ce sont les sources des graphiques présentés ci-dessus.

André Bovay-Rohr, Colombier-sur-Morges, le 6 novembre 2020, Rév. 21.11.2020