Nouvelle méthode pour identifier les meilleurs sites pour les projets hybrides photovoltaïque-éolien en mer

Des chercheurs espagnols ont créé un nouvel indice qui aiderait les développeurs de projets à identifier les meilleures zones dès les premières étapes du développement des centrales hybrides éolien-solaire. L’approche proposée est censée éviter les lacunes des critères précédents et les surestimations causées par des délais temporels.

mars 5, 2025 Lior Kahana

Pilote solaire-éolien offshore près de Haiyang, Chine.

Image : Ocean Sun

D’après pv magazine International

Les chercheurs de l’Université publique de Navarre, en Espagne, ont proposé une nouvelle méthodologie pour évaluer les zones d’installation en mer de centrales hybrides éoliennes et photovoltaïques. La nouveauté de leur approche réside dans l’intégration d’une nouvelle complémentarité, qui évalue dans quelle mesure les deux sources d’énergie se compensent mutuellement. Leurs résultats ont été publiés dans « A new methodology to easily integrate complementarity criteria in the resource assessment process for hybrid power plants: Offshore wind and floating PV », dans la revue Energy Conversion and Management: X.

« En général, la complémentarité entre deux concepts ou variables est comprise comme la situation dans laquelle la confluence conjointe des deux améliore, sous certains aspects, chacune d’elles individuellement, ont expliqué les chercheurs. Dans le contexte de l’énergie éolienne et solaire, le consensus général est que la complémentarité se produit lorsque la carence d’une ressource est compensée par la disponibilité de l’autre. »

Le nouvel indice permettant d’évaluer la complémentarité des ressources est appelé CIWS_align et repose sur l’indice de complémentarité éolienne et solaire (CIWS), développé pour un projet hybride en Oklahoma en 2011, ainsi que sur une technique de “dynamic time warping” (DTW) utilisée pour aligner les courbes éoliennes et solaires. Les données utilisées pour cet indice proviennent de l’ensemble de données ERA5 et du service de surveillance atmosphérique Copernicus (CAMS). Le résultat est un nombre représentant le degré de complémentarité.

« Le projet Ocean-H2 est un projet de recherche industrielle, dont l’objectif est la conception et la validation de la première centrale offshore de génération, de stockage et de distribution d’hydrogène vert en Espagne, ont indiqué les chercheurs. Motivée par les objectifs de ce projet et l’intérêt croissant pour la production d’énergie renouvelable en mer, la méthodologie actuelle a été développée sur la zone offshore espagnole. »

Pour illustrer l’effet de l’inclusion du poids de la complémentarité, l’équipe a cherché un emplacement autour de l’Espagne pour installer un projet composé à 80 % d’éolien et à 20 % de solaire. En utilisant la méthode traditionnelle, ce ratio présentait également le poids de la capacité éolienne et solaire. Cependant, en compressant les données, ils ont intégré un poids de 15 % dans le critère de complémentarité, modifiant ainsi le ratio à 68 % d’éolien, 17 % de photovoltaïque flottant et 15 % de complémentarité.

« Des changements se produisent lorsque la complémentarité est incluse, par exemple, la zone au nord-ouest de l’Espagne réduit sa pertinence, tout comme certaines zones en mer Méditerranée, mais les zones les plus adaptées, comme celles du nord-est ou des îles Canaries du sud, conservent généralement leur classement, ont souligné les scientifiques. De plus, nous pouvons identifier les zones préférables en sélectionnant les 10 % des sites présentant la valeur la plus élevée de pertinence (90e percentile) dans les deux cas. »

Une analyse plus approfondie a ensuite été réalisée sur le golfe de Tarifa, au sud de la péninsule ibérique. La zone dans un classement sans le critère de complémentarité (P1) présente une vitesse moyenne du vent annuelle de 8,88 m/s et une irradiance horizontale globale moyenne quotidienne (GHI) de 4,668 kWh/m². En revanche, la zone trouvée avec le classement incluant le critère de complémentarité (P2) présente une vitesse du vent de 8,64 m/s et une radiation solaire de 4,925 kWh/m².

« Bien que ces valeurs ne diffèrent pas significativement en termes de ressources, la situation change lorsqu’on observe simultanément les profils quotidiens à long terme, a ajouté l”équipe. Le point 2 présente une grande complémentarité avec des effets opposés entre les deux séries, tandis qu’au point 1, la complémentarité est observée en raison d’un léger retard entre les ressources. »

Enfin, les chercheurs ont réalisé une analyse de sensibilité en se concentrant sur les 10 % des sites les plus pertinents selon la nouvelle approche. Dans cette analyse, ils ont attribué au critère de complémentarité une valeur de 10 %, 15 % ou 20 %. Tous les cas ont été testés avec un poids éolien variant de 10 % à 90 %, tandis que le photovoltaïque couvrait la différence. Ces modifications ont affecté les 10 % des sites de 7,9 % à 41,1 %. « La méthodologie peut être considérée comme un point de départ pour une méthodologie plus complexe, incluant plus de deux sources d’énergie et qui pourrait prendre en compte différents timings pour analyser leur complémentarité », ont conclu les scientifiques.

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