Vous êtes-vous déjà demandé comment nous pouvons stocker la puissance du soleil pour une utilisation nocturne? Le stockage d'énergie permet de combler les écarts entre l'offre et la demande. Contrairement à la génération traditionnelle, il capture l'énergie pour une utilisation ultérieure.
Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est le stockage d'énergie, le fonctionnement du stockage d'énergie et les types de stockage d'énergie.
Le stockage d'énergie est le processus d'économie d'énergie pour une utilisation ultérieure.
Il capture la puissance lorsque l'offre est élevée et que la demande est faible.
Plus tard, il libère qui a stocké l'énergie pour répondre aux besoins croissants.
· Les énergies renouvelables sont intermittentes.
· Les panneaux solaires cessent de produire lorsque le soleil se couche.
· Les éoliennes ralentissent lorsque l'air est immobile.
· La demande culmine le soir, lorsque les maisons ont besoin d'électricité.
· Les pannes causées par les tempêtes ou les vagues de chaleur rendent également le stockage essentiel.
Situation | Comment le stockage d'énergie aide |
Jour nuageux | Stocke l'énergie solaire plus tôt, fournit plus tard |
Demande de pointe du soir | Réduit la dépendance aux usines de combustible fossile |
Panne de courant | Fournit une puissance de sauvegarde instantanément |
Pensez à la batterie de votre téléphone - elle est en train de mettre en place la charge.
Les barrages hydroélets pompés font quelque chose de similaire, mais à grande échelle.
Ils pompent l'eau en montée lorsque la demande est faible, puis la rejettent en descente pour produire de l'électricité lorsque les gens en ont le plus besoin.
Le stockage d'énergie est la clé d'un avenir énergétique plus propre.
Il nous permet d'utiliser une puissance renouvelable lorsque le soleil se couche ou le vent ralentit.
En stockant d'abord l'énergie et en le libérant plus tard, nous maintenons l'alimentation stable.
· Le solaire et le vent sont puissants, mais pas toujours disponibles.
· Le stockage capture l'électricité supplémentaire pendant les après-midi ensoleillés.
· Il fournit ensuite cette énergie la nuit, lorsque la demande augmente.
· Cet équilibre aide les énergies renouvelables à se développer sans risquer les pannes de courant.
La grille doit toujours correspondre à l'offre et à la demande.
Le stockage agit comme un tampon contre les changements soudains.
Il prend en charge la régulation de la fréquence, le rasage de pointe et la réponse rapide.
Défi de grille | Solution de stockage |
Augmentation soudaine de la demande | Décharge instantanée des batteries |
Poste de centrale électrique | Sauvegarde de l'énergie stockée |
Prix élevé | Énergie libérée pendant les heures coûteuses |
Pensez à la nourriture dans un réfrigérateur.
Vous ne mangez pas tout de suite.
Au lieu de cela, vous l'enregistrez et l'utilisez lorsque vous êtes prêt.
Le stockage fait de même pour l'électricité, le gardant frais pour plus tard.
· Réduit les factures d'électricité en déplaçant l'utilisation en heures moins chères.
· Réduit la pollution des combustibles fossiles 'Peaker ' Plants.
· Fournit une sauvegarde pendant les tempêtes ou les conditions météorologiques extrêmes.
· Améliore la résilience pour les maisons rurales et les quartiers de la ville.
Le stockage d'énergie prend l'électricité et le transforme en une autre forme.
Il peut tenir cette énergie jusqu'à ce que les gens en aient à nouveau besoin.
Plus tard, il revient en puissance utilisable pour les maisons, les voitures ou les grilles.
· Produits chimiques : Les batteries stockent l'énergie dans les réactions chimiques.
· Mécanique : les volants ou l'air comprimé maintiennent la force physique.
· Thermal : La chaleur stockée dans l'eau ou le sel fondu peut être réutilisée.
· Électrique : les condensateurs et les systèmes électromagnétiques gardent l'énergie prête.
Type de stockage | Exemple de dispositif | Caractéristique clé |
Chimique | Batterie lithium-ion | Puissance portable à haute densité |
Mécanique | Volant ou air comprimé | Longue durée de vie, réponse rapide |
Thermique | Réservoir de sel en fusion, stockage de glace | Stocke la chaleur ou la capacité de refroidissement |
Électrique | Supercondensateur | Charge très rapide et décharge |
Pendant la charge, le stockage absorbe l'énergie excédentaire du réseau.
Il pourrait s'agir d'énergie solaire en excès à midi ou de vent fort la nuit.
En décharge, il renvoie de l'énergie pour répondre à la demande croissante.
Ce cycle se répète quotidiennement, ce qui rend l'approvisionnement en énergie flexible.
Imaginez l'eau stockée dans un réservoir élevé.
Lorsque la demande est faible, les pompes poussent l'eau en montée.
Lorsque la demande augmente, l'eau revient à travers les turbines.
Il fonctionne comme une batterie géante, stockant et libérant de l'énergie.
Le stockage d'énergie se présente sous de nombreuses formes, chacune servant à différents besoins.
Certains systèmes stockent directement l'électricité, tandis que d'autres tiennent la chaleur ou la pression.
Explorons les technologies les plus importantes.
Les batteries transforment l'électricité en énergie chimique, puis la libérez en cas de besoin.
Les batteries au lithium-ion dominent en raison de l'efficacité élevée et de la taille compacte.
Les autres options incluent les batteries de sodium-soufre, de plomb-acide et de flux.
Avantages:
· Densité d'énergie élevée
· Réponse rapide
· Convient aux maisons, aux entreprises et aux grandes grilles
Limites:
· Durée de vie limitée (5 à 15 ans)
· Dépendance des matériaux rares
Type de batterie | Meilleure utilisation | Limitation |
Lithium-ion | EVS, maisons, sauvegarde de la grille | Coût, source de matériaux |
Sodium-sulfur | Stockage à grande échelle | Température de fonctionnement élevée |
Plomb-acide | Sauvegarde à court terme | Vie lourde et plus courte |
Piles de flux | Stockage de longue durée | Coût plus élevé, plus grand empreinte |
Il s'agit de la forme de stockage la plus ancienne et la plus courante.
Il fonctionne en pompant de l'eau en montée lorsque l'énergie est bon marché.
Plus tard, l'eau s'écoule pour générer de la puissance pendant une forte demande.
· Très efficace (70–85%).
· Adoption à grande échelle dans le monde depuis les années 1970.
Les systèmes thermiques économisent de la chaleur ou du froid pour une utilisation ultérieure.
Les plantes CSP utilisent des miroirs pour chauffer le sel fondu pour la production d'électricité.
Le stockage de glace refroidit les bâtiments en congelant de l'eau la nuit.
Type thermique | Exemple d'utilisation | Avantage |
Réservoirs de sel en fusion | Plantes solaires | Longue rétention de chaleur |
Stockage de glace | Refroidissement du bureau | Réduit la demande de jour |
Stockage d'eau chaude | Maisons, chauffage commercial | Simple et rentable |
CAES stocke de l'air comprimé dans des cavernes souterraines.
En cas de besoin, l'air est libéré pour faire tourner les turbines.
Cela réduit l'utilisation de carburant et réduit les émissions de 40 à 60%.
· Deux plantes commerciales existent: l'Allemagne et l'Alabama.
· Une grande capacité et une longue durée de vie, mais des emplacements limités.
Les volants gardent l'énergie comme force cinétique dans un rotor tournant.
Ils peuvent atteindre 60 000 tr / min à l'intérieur des chambres à faible friction.
Lorsqu'il est libéré, le rotor ralentit tout en relâchant l'électricité.
Avantages:
· Réponse très rapide
· Life à cycle long (plus de 100 000 cycles)
· Bas d'entretien
Utilisé principalement pour la régulation de la fréquence du réseau et de courtes rafales de puissance.
L'hydrogène est créé en divisant l'eau en utilisant l'électrolyse.
Il peut être stocké dans des réservoirs ou des cavernes pour une utilisation ultérieure.
Les piles à combustible la transforment en électricité, ne produisant que de l'eau.
Avantages:
· Nettoyer lorsqu'il est associé à des énergies renouvelables
· Potentiel de stockage élevé
Inconvénients:
· Infrastructure coûteuse
· La combustion d'hydrogène peut émettre des gaz NOx nocifs
Le stockage d'énergie offre une valeur bien au-delà du stockage d'électricité supplémentaire.
Il renforce la grille, protège les communautés et soutient une croissance propre.
Le stockage aide à maintenir l'offre et la demande en équilibre à chaque seconde.
Il répond rapidement aux baisses ou aux surtensions de la consommation d'électricité.
Il prend également en charge la régulation de la tension et de la fréquence, stabilisant la grille.
· Rasage de pointe : relâchez l'énergie pendant les heures de pointe coûteuses.
· Arbitrage de l'énergie : achetez de l'énergie à bon marché, vendez-le ou utilisez-le plus tard.
Défi de grille | Solution de stockage |
Bouchette soudaine | Décharge instantanée des batteries |
Surtension des prix | Déchanges d'énergie stockées |
Déséquilibre de fréquence | Les volants ou les batteries se stabilisent |
Pour les familles et les quartiers, le stockage signifie la tranquillité d'esprit.
Il garde les lumières allumées pendant les pannes de panus ou les conditions météorologiques extrêmes.
Il réduit les factures en changeant l'utilisation vers des périodes moins chères de la journée.
Il stimule également l'accès renouvelable, permettant aux gens utiliser l'énergie solaire la nuit.
· Power de sauvegarde pendant les pannes
· Baisser les factures grâce à un changement de charge intelligent
· Résilience communautaire plus forte avec les micro-réseaux
Le stockage remplace les usines de pollution 'Peaker ' utilisées uniquement les jours chauds.
En réduisant l'utilisation de combustibles fossiles, il abaisse les émissions de gaz à effet de serre.
Il anime également de nouvelles industries, créant des emplois dans la production de batteries.
Type de prestations | Exemple d'impact |
Environnement | Moins d'émissions, moins de dépendance au charbon |
Santé publique | Air plus propre dans les communautés à faible revenu |
Économique | Plus d'emplois dans la conception, la construction et la maintenance du stockage |
Le stockage d'énergie a augmenté rapidement au cours de la dernière décennie.
Les États-Unis seuls avaient plus de 24 gigawatts de stockage d'ici 2020.
La majeure partie de cette capacité provenait de centrales hydroélectriques construites il y a des années.
Les batteries au lithium-ion entraînent désormais l'expansion à la fois à l'échelle des services publics et résidentielles.
Ils sont moins chers, plus efficaces et plus faciles à installer que les systèmes plus anciens.
Entre 2015 et 2019, les coûts de batteries à grande échelle ont chuté de 72%.
Les installations continuent d'augmenter à mesure que les véhicules électriques font avancer la technologie.
Année | Capacité de batterie à grande échelle | Taux de croissance |
2018 | ~ 1,5 GW | – |
2019 | ~ 1,9 GW | + 28% |
2020 | ~ 2.0 GW + | Accélération |
La demande mondiale de systèmes de stockage grimpe rapidement.
Le stockage des projets Irena passera de 4,67 TWH en 2017 à 15,7 TWH en 2030.
Statista montre que le marché américain a dépassé à lui seul 1,6 milliard de dollars en 2020.
D'ici 2025, il devrait atteindre 8,2 milliards de dollars, soutenu par de nouvelles politiques.
· Asie en tête dans la production de lithium-ion.
· L'Europe élargit les projets de batterie de flux et de stockage thermique.
· L'Amérique du Nord se concentre sur les grandes banques de batteries à l'échelle des services publics.
Le stockage d'énergie évolue rapidement, façonnant la façon dont nous utilisons l'énergie propre.
Il va au-delà de courtes rafales de puissance, visant des systèmes plus longs et plus intelligents.
Les nouvelles technologies ciblent le stockage des jours durables, pas seulement les heures.
Ils gardent l'électricité renouvelable disponible pendant les pics de demande prolongés.
Des systèmes avec 10 à 100 heures de congé sont testés dans le monde.
Avantages clés:
· Sauvegarde fiable pendant les tempêtes ou les pannes de grille
· Une meilleure intégration du solaire et du vent
· Flexibilité pour les services publics et les industries
Les systèmes saisonniers stockent l'énergie pendant des semaines, voire des mois.
Ils peuvent économiser l'énergie solaire supplémentaire de l'été pour une utilisation hivernale.
Les défis restent en coût et en efficacité, mais le potentiel est élevé.
Type de stockage | Durée | Exemple d'utilisation |
Batterie à court terme | Heures | Équilibrage quotidien de la charge |
De longue durée | Jours à semaines | Pouses de plusieurs jours |
Stockage de saison | Mois | Chauffage d'hiver ou refroidissement d'été |
Les gouvernements financent la recherche sur les systèmes à longue durée et à faible coût.
Des programmes comme ARPA-E prennent en charge les percées dans le stockage à l'échelle du réseau.
L'industrie investit dans des batteries avancées, de l'air comprimé et de l'hydrogène.
· Les programmes DOE aux États-Unis se concentrent sur le stockage de 10 à 100 heures.
· L'Europe finance des projets d'hydrogène saisonniers.
· L'Asie accélère les plantes de lithium à l'échelle de la grille et les batteries de flux.
Nous devons recycler les vieilles batteries et leur donner une seconde vie.
Les batteries EV utilisées peuvent alimenter les maisons ou les petites grilles.
Le recyclage réduit la demande de matières premières et réduit les coûts environnementaux.
· Les batteries de seconde vie coupent les déchets.
· La récupération des matériaux prend en charge une nouvelle fabrication.
· Les modèles circulaires renforcent les objectifs de durabilité.
En permettant une intégration renouvelable, le stockage d'énergie réduit l'énergie solaire et éolienne gaspillée. Il réduit également la pollution des plantes à combustible fossile et renforce la fiabilité de la grille. Pour les maisons et les communautés, il réduit les factures d'énergie et fournit une sauvegarde pendant les pannes.
Le chemin vers Net Zero nécessite des technologies de stockage de longue durée plus intelligentes. Investir dans le stockage d'énergie aujourd'hui assure un air plus propre, des communautés plus fortes et un système d'énergie stable demain.
Q: Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie de la batterie (BESS)?
R: Un Bess stocke l'électricité dans les batteries, puis la libère plus tard. Il soutient les maisons, les entreprises et les réseaux de services publics.
Q: Combien de temps dure un système de stockage d'énergie de la batterie?
R: La plupart des unités BESS durent 5 à 15 ans, selon la taille, l'utilisation et la maintenance.
Q: Le stockage d'énergie peut-il fonctionner avec des panneaux solaires?
R: Oui, le stockage capture l'énergie solaire diurne et la fournit la nuit, garantissant une puissance continue.
Q: Le stockage d'énergie est-il sûr pour les maisons et les entreprises?
R: Les systèmes modernes sont conçus avec des caractéristiques de sécurité avancées, ce qui les rend fiables et sécurisées.
Q: Quels sont les principaux défis du stockage d'énergie aujourd'hui?
R: Les coûts initiaux élevés, l'efficacité limitée et la dépendance à l'égard des matériaux rares restent des défis.
Q: Le stockage d'énergie peut-il remplacer les centrales fossiles?
R: Il peut remplacer les usines de Fossil Fuel 'Peaker ', réduisant la pollution et soutenant les grilles plus propres.
Q: Comment le stockage d'énergie aide-t-il à réduire les coûts d'électricité?
R: Il permet le rasage de pointe et le changement de charge, abaissant les factures en utilisant une énergie stockée moins chère.
