Le stockage de l’énergie

 

Description : stockage d’énergie et son effet sur les énergies renouvelables

Dans le contexte actuel de développement des énergies renouvelables, le stockage de l’énergie améliore l’efficacité énergétique et favorise l’insertion des énergies renouvelables variables dans le mix énergique. De plus, le stockage d’énergie augmente la sécurité et la flexibilité du réseau électrique.

Le stockage de l’énergie concerne aussi bien la chaleur que l’électricité. Il consiste à « accumuler » l’énergie en vue d’une utilisation ultérieure en un lieu qui peut être identique ou différent du lieu de production. Les batteries sont l’un des moyens les plus communs. Lorsqu’elles sont en charge, elles saisissent l’énergie électrique, puis la restituent tout au long de leur décharge, sans être connectées à une source de production électrique.

À noter que le stockage permettant de décaler l’usage dans le temps sans le décaler dans l’espace est appelé stockage stationnaire ; celui visant des applications mobiles est appelé stockage embarqué ou portable.

Alors, à quoi sert le stockage de l’énergie ?

Le stockage de l’énergie comprend deux types de systèmes. Tout d’abord, les systèmes qui privilégient la quantité au débit. Ils donnent la priorité à la restitution d’énergie. Il s’agit de maximiser la durée pendant laquelle le stockage peut fournir de la puissance. Parce que ce type de stockage est intéressant pour les applications mobiles de tous les jours (pour téléphones ou ordinateurs portables). En effet, dans ce cas, les puissances en jeu sont faibles mais la durée d’utilisation doit être maximisée. La deuxième fonction de stockage est pour les applications de mobilité alternative ; combler les périodes où la production des énergies renouvelables variables ou est trop basse principalement dans le cas de la  production d’énergie à parti d’éolien ou de photovoltaïque.

Les systèmes qui privilégient le débit

Ils donnent la priorité à la puissance. Il s’agit de systèmes très réactifs et fiables pouvant délivrer de fortes puissances sur un temps court. Ce type de stockage est intéressant pour les applications de stabilisation du réseau électrique (stabilisation du réglage en fréquence et en tension) qu’est un point très important, concernent le stockage d’énergies renouvelables dans le futur et de compenser les fluctuations rapides des énergies renouvelables.

Le choix du type de stockage et de la technologie adaptée dépend de l’application visée. Par exemple, des compromis entre restitution de puissance et d’énergie sont recherchés dans le cas des énergies renouvelables, puisque le stockage peut à la fois participer à la stabilité du réseau électrique et lisser les variations de production. Bien sûr, d’autres particuliers sont pris en compte pour le choix de la technologie adaptée comme : taille, coût, durée de vie, sécurité, etc.

Comment stocker l’énergie ?

L’électricité est un vecteur très pratique, rapide et facile pour le transport de l’énergie, mais le seul problème, c’est difficile à stocker sous sa forme propre. Elle est donc habituellement transformée pour être stockée sous d’autres différentes formes : énergie mécanique, thermique ou chimique par exemple. Par revanche, l’énergie thermique est généralement stockée sous sa forme originale (chaleur).

Quelles sont ses perspectives ?

Après le développement des marchés, réseaux et politiques de la mobilité électrique (export et importe d’électricité ). Les énergies renouvelables offrent des opportunités considérables, importantes et énormes pour le stockage de l’énergie. De nouveaux concepts techniques et économiques émergent. Depuis plusieurs années, de nombreux acteurs industriels et laboratoires de recherche publique travaillent actuellement sur le stockage d’énergie, particulièrement à propos de : l’intégration des énergies renouvelables dans le système électrique, soit par couplage d’un système de stockage avec une installation de production, soit par la mise en place des systèmes de stockage d’énergie de masse sur le réseau permettant de mutualiser différentes sources.

Pour mieux intégrer les énergies renouvelables dans le réseau électrique, les gestionnaires de réseau chargés d’assurer l’équilibre production consommation doivent trouver des solutions pour compenser les variations de fréquence inhérentes à la production intermittente photovoltaïque ou éolienne. Quand les énergies renouvelables fournissent plus d’électricité que nécessaire, il faut être capable de la stocker temporairement. Toute la question est de savoir à quel prix et avec quelle technologie.

En générale, les trois techniques importantes stockage d’électricité sont :

La plus vieille, celle des stations de transfert d’énergie par pompage (Step), ou stations de pompage-turbinage. Le principe de cette technologie est à la base de deux bassins situés à des altitudes différentes. Quand la production d’électricité est trop importante, elle pompe l’eau du bassin le plus bas pour l’amener dans le bassin le plus haut. Pour restituer l’énergie, il suffit d’actionner une turbine hydraulique en reversant l’eau dans le bassin en aval. L’opération entraîne une perte d’énergie de l’ordre de 25% mais ces installations sont idéales pour maintenir l’équilibre sur le réseau électrique entre l’offre et la demande. « Avec leurs grosses capacités, les Step sont indispensables pour soutenir le développement des énergies renouvelables. Il y a plusieurs exemplaires de cette technologie dans le monde.

La deuxième technologie de stockage sur laquelle pourront s’appuyer les énergies renouvelables est la plus connue du grand public, puisqu’elle est aussi utilisée pour les téléphones et les voitures électriques : il s’agit des batteries lithium-ion, développées depuis le début des années 1990, dont le rendement, élevé, est de l’ordre de 85 à 90%. Même si elles resteront généralement employées dans l’automobile, la téléphonie et certaines applications industrielles – le lithium est une matière relativement rare et onéreuse –, ces batteries serviront aussi pour le stockage de masse d’électricité, pour une courte durée (quelques heures). Pour cet usage particulier, elles seront placées en série dans des conteneurs, par exemple à proximité d’une ferme solaire, afin d’alimenter le réseau la nuit, quand les panneaux ne produisent pas

Autre technologie d’avenir, également développée pour créer la voiture propre, la pile à combustible qui utilise de l’hydrogène. Celui-ci est produit grâce à un électrolyseur, qui est alimenté par l’électricité en surplus, décompose l’eau en oxygène et en hydrogène.

Source :

https://www.ademe.fr/expertises/energies-renouvelables-enr-production-reseaux-stockage/passer-a-laction/stockage-lenergie

https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/20140409_rapport-potentiel-stockage-NRJ.pdf

https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/20140407_synthese-etude-potentiel-stockageNRJ.pdf

https://www.capital.fr/economie-politique/stocker-de-lenergie-a-grande-echelle-va-enfin-devenir-possible-1329828

 

A propos de Ali AHMAD FAIZY

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