La STEP marine de petit canal en Guadeloupe : une solution de stockage pour l'insertion des ENR intermittentes

The Petit Canal Sea water pumped storage plant in Guadeloupe island: a tool to allow the intermittent renewable energy development

¹ EDF - Direction des Systèmes Energétiques Insulaires -
pierre.brun@edf.fr
² EDF - Direction des Systèmes Energétiques Insulaires -
bernard.mahiou@edf.fr
³ EDF - Centre d'Ingénierie Hydraulique -
michel.ayoub@edf.fr

Résumé

Le projet SEPMERI (Stockage d'Energie par Pompage en Mer permettant le développement des Energies Renouvelables Intermittentes), consiste à réaliser en Guadeloupe une STEP marine de 50 MW pouvant fonctionner 12 h à pleine puissance. L'ouvrage permettra de stocker de l'électricité et de faciliter l'insertion des ENR intermittentes (éolien et photovoltaïque) dans le système électrique de cette île.

Le bassin (de l'ordre de 4,7 hm3) sera créé en sommet de falaise et totalement étanché. La hauteur de chute moyenne est de 67 m. Les études de faisabilité technico-économiques et la volonté d'amorcer une filière industrielle prometteuse ont conduit à retenir une usine préfabriquée en caisson acier comprenant un équipement constitué de petites pompes fonctionnant également en turbine.

En 2050, le besoin de stockage par STEP marine pourrait atteindre quelques milliers de MW en France et dans les pays européens et plusieurs dizaines de milliers de MW dans le reste du monde. Le potentiel de sites qui peuvent être équipés par des STEP marines, même en tenant compte des contraintes, est très important et voisin de quelques milliers d'emplacements. La solution usine en caisson préfabriquée peut répondre à la majorité des cas de figure du marché (petites ou moyenne chute) avec un équipement pompes réversibles ou turbines/pompes.

Il a été mis en évidence que la courbe d'apprentissage pourrait conduire à des coûts de construction inférieurs à 1500 €/kW (hors raccordement) compétitifs avec ceux de STEP terrestres dans le cas de suréquipements.

Abstract

In the frame of the 2011 call for proposal 'Energy storage' launched by the ADEME (French Environment and Energy Management Agency, EDF aims to propose a 50 MW seawater pumped storage project for the island of Guadeloupe. The project, named SEPMERI (in French Stockage d'Energie par Pompage en Mer permettant le développement des Energies Renouvelables Intermittentes), or SPSIRE (in English Seawater Pumped Storage allowing the development of Intermittent Renewable Energy).

This project needs to build an upper reservoir with a capacity of 4.7 Mm 3 storing 0.6 GWh (12 hour time duration service at full load) with embankments and an overall watertighness. The average waterhead is 67 m.

This innovating scheme, equipped with pumps as turbines hosted in an iron precast powerhouse at the foot of the cliff will be able to store energy and to smooth the intermittent renewable energy generation. Such project will improve the hosting capacity for the intermittent generation upper the legal limit of 30% applied to preserve the safety of power systems in French insular systems.

In 2050, the need of storage with seawater pumped power plants could reach some thousand of MW in France and in boundary European countries and ten times more in the rest of the world. The number of sites which could be developed for seawater pumped storage powerplants is very important (about several thousand), even taking into account all the constraints. The technological option using an iron precast powerhouse can be deployed in the majority of market cases (low and medium waterhead) with equipment either pump as turbines, either reversible turbines/pumps.

It has been shown that the learning curve could lead to construction costs lower than 1500 €/kW (excluding grid connection) competitive with those of on shore pumped storage projects based on upgrading existing hydro power plants.