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RÉSUMÉ
Dans cet article sont décrits les différents types du stockage stationnaire d'électricité associés aux énergies renouvelables intermittentes solaire ou éolienne : dans des batteries pour des sites isolés, pour les véhicules électriques ou pour de l'autoconsommation solaire, mais aussi dans des stations de transfert d'énergie par pompage STEP. Les perspectives de développement technologique et les conditions à respecter pour concevoir et installer un stockage lithium-ion de grande taille sont particulièrement étudiées.
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-
Denis LEFEBVRE : Ingénieur Supelec - Directeur Prospective, QUADRAN, Béziers, France
INTRODUCTION
Dans un contexte de très fort développement du stockage stationnaire d’électricité, principalement lié au développement des énergies renouvelables intermittentes, un système de stockage stationnaire est associé à une production d’électricité renouvelable.
Avec le développement du véhicule électrique, le prix des batteries lithium-ion a été divisé par 2 entre 2014 et 2016. Cela a permis à la puissance installée mondiale de stockage d’électricité stationnaire de dépasser 1 GW en 2016. Les nouvelles capacités de stockage sont surtout installées dans les pays du Nord, en grande partie pour soutenir le développement des énergies renouvelables.
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Stockage en site isolé
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2. Intérêt du stockage pour les énergies renouvelables
2.1 Énergies renouvelables intermittentes
Lorsque leur présence est massive sur un système électrique, les EnR intermittentes de type éolien et photovoltaïque présentent des caractéristiques qui peuvent rapidement devenir incompatibles avec la gestion de la dynamique d’un système électrique.
EnR : énergies renouvelables (éolien, solaire, hydroélectricité, biogaz, biomasse, géothermie, énergies marines, etc.). Les EnR intermittentes sont principalement l’éolien, le solaire, l’hydrolien.
Ces EnR intermittentes dominent le marché des nouvelles unités de production d’électricité mais elles présentent les inconvénients suivants.
-
Non programmables : le niveau de production ne peut être adapté au profil de consommation des usagers. La production globale d’un système électrique doit normalement s’ajuster en permanence à la consommation. Or, ces énergies ne permettent pas ces ajustements, leur profil de production étant subi et non modulable.
-
Non garanties : on ne peut malheureusement pas garantir la présence de soleil, ni de vent. Si la production de ces énergies se substitue à des combustibles fossiles, elle n’évite pas en revanche la nécessité d’investir dans des moyens présentant des garanties en termes de puissance. Des moyens de production garantis sont donc nécessaires pour compenser l’absence potentielle de production (absence de vent, absence de soleil).
-
Difficilement prévisibles : ces énergies sont difficilement prévisibles, même si de nombreux outils sont proposés dans ce but.
Les horizons de prévision recherchés aujourd’hui sont essentiellement de deux types :
-
prévisions du jour pour le lendemain (J – 1), permettant d’optimiser au mieux la planification de production des différents moyens de production et notamment les arrêts-démarrages, ainsi que les politiques de gestion des stocks hydrauliques.
-
prévisions infra-journalières (au moins une heure avant H – 1), permettant d’anticiper les ruptures potentielles d’équilibre offre-demande en ajustant le programme de fonctionnement des différents ouvrages de production.
Il existe d’autres besoins de prévision moins contraignants pour la gestion du système électrique : prévisions...
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Intérêt du stockage pour les énergies renouvelables
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ministère de l’économie, de l’industrie et du numérique, Ministère des finances - Feuille de route stockage stationnaire pour les énergies renouvelables, facteur clé de succès pour la filière industrielle française - (2007).
-
(2) - HARRICHE (F.), SOULETIS (R.) - Étude technico-économique du stockage de l’électricité. - Supelec (2013).
-
(3) - ADEME, GRTgaz, GrDF - Étude portant sur l’hydrogène et la méthanation comme procédé de valorisation de l’électricité excédentaire - (2014).
-
(4) - ADEME - Étude sur le potentiel du stockage d’énergies. - Oct. 2013.
-
(5) - International finance corporation, ESMAP - Energy storage trends and opportunities in emerging markets - (2017).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Arrêté du 23 avril 2008 relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement à un réseau public de distribution d’électricité en basse tension ou en moyenne tension d’une installation de production d’énergie électrique (Version consolidée au 18 mai 2017).
HAUT DE PAGE2.1 Fournisseurs (liste non exhaustive)
Cellules et modules, batterie complète lithium-ion
Saft (groupe Total, France) http://www.saftbatteries.com
LG Chem (Corée, leader du marché) http://www.lgchem.com
Samsung SDI (Corée, leader du marché) http://www.samsungsdi.com
Tesla (États-Unis, potentiel leader ) https://www.tesla.com
BYD (Chine) http://www.byd.com
Accumotive (groupe Daimler, Allemagne) https://www.accumotive.de
Leclanché (Suisse)...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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