Petit réseau électrique – énergie solaire, éolienne et charbon
SciencesÉnergie14–15 ans
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À suivre dans Énergie
Une journée de 24 heures se déroule en 10 secondes environ. Le graphique en aires empilées montre la production des panneaux solaires (le jour seulement), des éoliennes et des centrales à charbon, tandis que la courbe rouge représente la demande d'électricité du quartier, maximale le soir. La centrale à charbon doit couvrir exactement le manque pour que la production égale la demande ; faites glisser les curseurs solaire, éolien et demande et activez le stockage par batterie pour voir varier l'énergie produite par chaque source, la part renouvelable et les émissions de CO₂ de la journée.
Leçon : Énergies renouvelables et énergies fossiles
Ce qu’elle montre
L'électricité se stocke difficilement en grande quantité : à chaque instant, la production doit égaler la demande. Ce modèle de petit réseau montre pourquoi c'est difficile avec les seules énergies renouvelables : la production solaire suit le Soleil et s'annule la nuit, l'éolien varie et la demande culmine en soirée. Les centrales à charbon comblent le manque et émettent environ 0,9 kg de CO₂ par kWh, tandis que le surplus renouvelable de midi est perdu (écrêté) si aucune batterie ne le stocke. Les bilans journaliers indiquent la part renouvelable et les tonnes de CO₂ émises.
Mode d’emploi
Faites tourner une journée avec les réglages initiaux et notez les bilans d'énergie et de CO₂. Augmentez ensuite progressivement la Puissance solaire installée et constatez que le CO₂ baisse moins que prévu, car le surplus de midi est écrêté. Activez le stockage par batterie et recommencez, en observant la batterie se charger à midi et se décharger le soir. Modifiez la Demande d'électricité de pointe ou la Puissance éolienne installée pour tester d'autres scénarios, et utilisez Recommencer à 0 h pour comparer les journées équitablement.
Paramètres modifiables
- Puissance solaire installée 0–60 MW
- Puissance éolienne installée 0–40 MW
- Demande d'électricité de pointe 10–80 MW
- Stockage par batterie de 40 MWh disponible
- Vitesse de simulation 1–8 h/s
Questions à explorer
- Pourquoi ajouter toujours plus de panneaux solaires ne suffit-il pas à remplacer tout le charbon dans ce réseau ?
- Comment l'activation du stockage par batterie modifie-t-elle la part renouvelable et les émissions journalières de CO₂ ?
- À quel moment de la journée le charbon fournit-il le plus d'électricité, et pourquoi ?
