Vue satellite de l'usine de pompage-turbinage de Ludington capturée le 3 mars 2024 par l'Operational Land Imager sur Landsat 8.
L'usine de stockage par pompage de Ludington, dans le Michigan, utilise l'excès d'électricité pour pomper l'eau vers le haut, ce qui génère de l'énergie lorsqu'elle redescend.
Ce réservoir contient bien plus que de l’eau. Situé sur une falaise à plusieurs centaines de mètres au-dessus du lac Michigan, il stocke également de l'énergie potentielle qui peut être libérée pour produire de l'hydroélectricité. Ce lac construit par l'homme fait partie de la centrale de stockage par pompage de Ludington, une installation hydroélectrique de stockage par pompage qui peut être comparée à une batterie géante, qui déplace de l'eau au lieu d'électrons.
Processus de production d'électricité
Au lieu d’une chimie complexe, cette batterie utilise une physique simple. L'électricité excédentaire du réseau est utilisée pour pomper l'eau à 370 pieds verticaux (110 mètres) du lac Michigan vers un réservoir supérieur, illustré ici. En période de demande énergétique plus élevée, l’eau redescend, faisant tourner les turbines des pompes dans la direction opposée pour produire de l’hydroélectricité. Cette image de l'installation et du réservoir a été acquise par l'OLI (Operational Land Imager) du satellite Landsat 8 le 3 mars 2024.
Aperçus historiques et opérationnels
L'usine de stockage par pompage de Ludington a commencé à fonctionner en 1973, ce qui en fait essentiellement une batterie qui fonctionne toujours après 50 ans. Son réservoir supérieur mesure environ 2,5 miles (4 kilomètres) de long et 1 mile (1,6 kilomètres) de large, occupant 842 acres. Deux jetées et un brise-lames protègent le canal de prise et d'évacuation des vagues et des courants du lac Michigan, et une barrière est installée d'avril à octobre, lorsque les conditions des glaces le permettent, pour éloigner les poissons de la prise.
L'eau s'écoule à travers six pompes-turbines cachées à la vue dans une centrale électrique. Chaque unité élève ou abaisse la surface de l'eau du réservoir d'environ 1 pied par heure en fonctionnement normal, selon Consumers Energy, copropriétaire de l'installation. À pleine capacité, la centrale peut alimenter environ 1,7 million de foyers.
L'électricité du Michigan provient en grande partie de centrales électriques alimentées à des combustibles fossiles et de centrales nucléaires. Avec ces sources relativement constantes, la centrale de Ludington a tendance à pomper pendant la nuit lorsque la demande des clients sur le réseau est faible, puis à passer en mode hydroélectrique pendant la journée jusqu'à épuisement de sa capacité utilisable.
L'avenir du stockage d'énergie
Ce calendrier pourrait changer à mesure que davantage de sources d’énergie renouvelables seront mises en service dans la région. La centrale de Ludington pourrait s'adapter à l'énergie solaire, par exemple en rechargeant en milieu de journée, puis en déchargeant le soir lorsque la demande augmente, estiment les analystes. Le stockage d’énergie à l’échelle des services publics est essentiel à l’adoption plus large de l’énergie solaire et éolienne ; cela permet d'utiliser ces sources intermittentes lorsque la lumière du soleil ou le vent font défaut et réduit le besoin de centrales de secours alimentées aux combustibles fossiles.
Les États-Unis pourraient avoir besoin d’ajouter des centaines de gigawatts de stockage d’ici 2050 pour atteindre leurs objectifs en matière d’énergie propre, selon le ministère de l’Énergie, et ils ont le potentiel de doubler au moins la quantité de capacité de stockage par pompage. En 2022, 43 centrales hydroélectriques à pompage-turbinage représentaient 96 % de la capacité de stockage d’énergie à l’échelle des services publics aux États-Unis, bien que les nouvelles installations de stockage par batterie aient augmenté en 2020-2022. La plupart des installations de pompage-turbinage aux États-Unis ont été construites entre 1960 et 1990, et certaines, dont Ludington, ont été modernisées ces dernières années pour augmenter leur capacité et intégrer des sources d'énergie renouvelables.
NASA Image de l'Observatoire de la Terre par Wanmei Liang, utilisant les données Landsat de l'US Geological Survey.
