Un aperçu des systèmes de stockage d'énergie et de leurs applications

Cet article décrira les principales applications de Système de stockage d'énergieet les avantages de chaque application.

La croissance continue des sources d'énergie renouvelables (SER) a radicalement changé le paradigme des grandes centrales centralisées. Énergie électrique des générateurs et des charges réparties sur l'ensemble du réseau électrique.

De nos jours, de nombreuses ressources en énergies renouvelables sont situées bien plus près des zones industrielles, commerciales ou résidentielles. On parle alors de « production décentralisée ». On estime que dans les années à venir, cette production décentralisée deviendra de plus en plus courante.

Les sources d'énergie comme le soleil et le vent sont imprévisibles et sujettes à des variations soudaines ; de plus, leur intégration aux centrales thermoélectriques existantes est complexe. Compte tenu du développement continu des énergies renouvelables, les grandes centrales thermoélectriques pourraient réduire leur puissance de fonctionnement.

Les méthodes de gestion du système électrique devront être modifiées en réponse aux changements introduits par la production d’énergie renouvelable.

Un système de stockage d’énergie peut apporter un soutien pertinent au système électrique pour l’intégration de sources d’énergie renouvelables.

Principales applications des systèmes de stockage d'énergie

Changement de temps énergétique

Cette application est assez courante et constitue l’une des principales applications déjà exploitées par les centrales hydroélectriques traditionnelles à pompage-turbinage. Elle consiste à « acheter » de l’énergie lorsque le prix du marché est bas (en absorbant l’énergie du réseau, c’est-à-dire : recharger les batteries ou en déplaçant l’eau sur le réservoir supérieur en cas de pompage hydroélectrique) et à la vendre lorsque le prix du marché est plus élevé.

Les avantages de cette application ne sont pas strictement liés aux avantages économiques de vendre de l’énergie à des prix plus élevés. En effet, ce « déplacement d’énergie » contribue à augmenter la demande énergétique lorsqu’elle est faible et à la diminuer lorsqu’elle est élevée. Cela conduit à ce que l'on appelle un « écrêtage des pics », réduisant l'impact des pics à la fois sur la courbe de production et sur la courbe de charge, ce qui donne une forme de courbe « douce ». Ceci est alors plus facile à prévoir et à gérer.

Figure 1. Un exemple de rasage Peak.

Une application similaire consisterait à compenser les fluctuations énergétiques des générateurs renouvelables, dues à l'intermittence de la source primaire, afin d'obtenir un profil de production plus régulier et plus facile à prévoir.

Prise en charge de la tension

La régulation de la tension est un élément crucial d'un réseau électrique, généralement assurée par la régulation de la puissance réactive de chaque générateur. Ce service peut être pris en charge par un système de stockage d'énergie. La régulation de la tension effectuée par un tel système relève également de la catégorie « qualité de l'énergie », car elle contribue grandement à améliorer la qualité du service fourni par le gestionnaire du réseau de distribution.

Figure 2. Un exemple de variation de tension hors de la plage standard.Image gracieuseté de Planetarkpower.

Régulation de fréquence (primaire, secondaire et tertiaire)

Des fluctuations de fréquence peuvent survenir lorsque la production d'un réseau électrique n'est pas adaptée à la demande. Ces variations sont atténuées par un système de contrôle complexe au sein duquel les systèmes de stockage d'énergie peuvent fonctionner aisément, notamment ceux à temps de réponse rapide comme les centrales hydroélectriques à pompage-turbinage ou les systèmes électrochimiques.

Gestion des embouteillages

Lorsque les parties du réseau soumises au transfert de puissance sont proches de leur limite de puissance maximale, le système de stockage d'énergie peut être exploité pour « amortir » ce transfert de puissance, sans arrêter les générateurs et sans qu'il soit nécessaire d'investir davantage dans le réseau électrique.

Début noir

Pour les portions d'un réseau sujettes à une éventuelle panne, les inconvénients qui en découlent peuvent être réduits en utilisant un système de stockage d'énergie, qui pourrait fournir suffisamment d'énergie aux utilisateurs concernés par la panne. L'ESS pourrait également être utilisé en cas de panne générale pour le redémarrage de l'ensemble du système électrique.

Systèmes de stockage d’énergie par batterie

Comme mentionné précédemment, les systèmes de stockage d'énergie ont de nombreuses applications et présentent plusieurs avantages pour le réseau électrique lorsqu'un tel système est présent.

Le type de système de stockage d’énergie qui présente le plus grand potentiel de croissance au cours des prochaines années est le système de stockage d’énergie par batterie.

Les avantages d’un système de stockage d’énergie par batterie comprennent :

•Utile pour les applications à haute puissance et à haute énergie

•de petite taille par rapport aux autres systèmes de stockage d'énergie

•Peut être intégré aux centrales électriques existantes

•Facilité d'installation

•Le prix des batteries diminue à mesure que leur adoption et leur disponibilité augmentent.

Malgré les progrès technologiques, le stockage de l'énergie électrique à un coût universellement abordable demeure un défi. En termes de coûts, le stockage de l'énergie électrique reste onéreux et les principales baisses de prix sont liées aux économies d'échelle dues à l'expansion du marché.

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