Published February 2023 | Version v1
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PREESC project - Wind Energy Reserve Potential in Crisis Situations. Final report, February 2023

Description

Due to the application of noise and bat curtailment strategies, a significant number of wind farms do not exploit all of their production capacity. In a context of tensions in terms of energetic supply for the country, power gains associated to the removal of these curtailment strategies were estimated in this study. These potential power gains were estimated by modelling time series of hourly production data on 110 operating wind farms, representing 678 wind turbines and 1.5 GW of installed capacity. An analysis of the representativity of this sample compared to a larger sample of about 1/3 of the total wind power capacity installed in France, was carried out. It results that the main sample can be considered as representative of the French wind farms in terms of proportion of wind farms concerned by the application of an acoustic curtailment strategy. However, the main sample should underestimate in a significant manner the part of wind farms concerned by bat curtailment strategies. The impact on production of the noise curtailment strategies was estimated at 2.1 % while the impact of the bat curtailments was estimated below 0.5 % (estimation taking into account the lack of representativity of our sample). The modelling of potential production gains over year 2021 indicates that the removal of noise curtailment strategies would have led to a gain slightly higher than 700 GWh. During nighttime, when this curtailment is most present, the removal of this curtailment strategy would have led to average power gains higher than 270 MW on winter periods, which represents 30 % of the power of the most common French nuclear reactors. Power gains of 600 to 700 MW can also be reached on windy hours. This analysis also indicates that the removal of noise curtailment strategies is not a solution to fill the lack of electricity during the consumption peaks. It is up to the national network operator to appreciate if in a context of uncertainty in terms of energy supply, this significant 'energetic stock' can be relevant outside of the consumption peaks. Is should also be noted that the predictability of these potential production gains 24 to 48 h in advance should allow the network operator to manage in a satisfactory manner this 'energetic stock' when it is available. The environmental study carried out in this report indicates that a punctual removal of the noise curtailment strategies (limited in time) could be acceptable by people living close to wind farms contrary to a generalized or a softening of the curtailment strategy which would require case-by-case modellings (diversity of the situations). Concerning the bat curtailment strategies, the low levels of power gains obtainable by removing this curtailment strategy in regards to the environmental issues of protecting the biodiversity, could lead to consider that removing this strategy is not a relevant option. That being said, in order to balance the network, the risks of power cuts should help with the acceptance of the removal of these curtailment strategies, if they remain punctual. It should also be noted that beyond these considerations, this study does not presume in the legal and technical feasibility to remove rapidly and on a large scale these curtailment strategies. (authors)

Abstract (French)

Du fait de l'application de bridages acoustiques et/ou de bridages chiropteres, un nombre significatif de parcs eoliens en France n'exploite pas toute leur capacite. Dans un contexte de tension en termes d'approvisionnement energetique du pays, une estimation des gains de puissance potentiels associes a une levee de ces bridages a ete realisee dans le cadre de cette etude. Ces gains de puissance ont ete estimes en modelisant des series chronologiques de productions horaires pour 110 parcs eoliens en operation, representant 678 turbines (1,5 GW de puissance installee). Une analyse de la representativite de cet echantillon, par rapport a un echantillon plus large de pres d'un tiers de la puissance eolienne totale en France, a ete effectuee. Il ressort que l'echantillon principal peut etre considere comme representatif du parc eolien francais en termes de proportions de parcs soumis a un plan de bridage acoustique. Par contre, l'echantillon considere sous-estimerait de maniere significative la part de parcs eoliens soumis a des bridages chiropteres. Il resulte de cette analyse que l'impact sur la production du bridage acoustique est de l'ordre de 2,1 %. L'impact sur la production du bridage chiroptere est quant a lui inferieur a 0,5 % (estime en tenant compte du manque de representativite de l'echantillon pour le bridage chiroptere). Une modelisation realisee sur l'annee 2021 indique que la levee du bridage acoustique aurait conduit a un gain potentiel de production de l'ordre de 700 GWh. Pendant la periode nocturne, ou ce bridage est le plus present, une levee de ce bridage aurait conduit a des gains moyens en puissance superieurs a 270 MW pour les mois d'hiver, soit 30% de la puissance des modeles de reacteurs nucleaires les plus repandus en France. Des gains de puissances de l'ordre de 600 a 700 MW peuvent aussi etre obtenus sur des heures ventees. Cette analyse a egalement montre qu'une levee du bridage acoustique, ne constitue pas une solution pour soutenir le reseau en periode de pics de consommation. Il appartiendra au gestionnaire de reseau d'apprecier, si dans un contexte d'incertitude en termes d'approvisionnement d'energies, cette 'reserve energetique' significative peut presenter un interet en dehors des periodes de pics de consommation. A noter par ailleurs que la previsibilite a 24 ou 48h de ces potentiels gains de production devrait permettre au gestionnaire de reseau une gestion relativement efficace de cette 'reserve energetique' lorsqu'elle est disponible. L'analyse environnementale conduite dans cette etude indique qu'une levee ponctuelle du bridage acoustique (limitee dans le temps) pourrait etre acceptable pour les riverains de parcs eoliens, contrairement a une levee generalisee ou un assouplissement de ce bridage qui necessiterait par ailleurs des modelisations au cas par cas (diversite des situations). Concernant le bridage chiroptere, les faibles niveaux de puissance a gagner en levant ce bridage, au regard de l'enjeu de protection de la biodiversite, pourrait conduire a ne pas considerer la levee de ce bridage comme une option pertinente. Cela dit, pour l'equilibrage du reseau, la mise en balance de la levee de ces deux bridages, en cas de risques de coupures d'electricite, devrait participer a leur acceptabilite si elles restent ponctuelles. A noter par ailleurs qu'au-dela de ces considerations, cette etude ne presume pas de la faisabilite juridique et surtout technique a lever rapidement et a grande echelle ces plans de bridages. (auteurs)

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Original title (French)
Projet PREESC - Potentiel de Reserve Energetique Eolienne en Situation de Crise. Rapport final, Fevrier 2023

Publishing Information

Imprint Pagination
52 p.
Report number
INIS-FR--24-0728

Optional Information

Notes
1 ref.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses