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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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Lire l’articleAuteur(s)
-
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 stationnaire associé à une production solaire ou éolienne
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3. Stockage en site isolé
3.1 Site résidentiel
Le stockage, réalisé en général au moyen d’une batterie plomb ou lithium, est situé entre le générateur d’énergie renouvelable, éolien ou solaire, et l’utilisation.
Les onduleurs et convertisseurs ayant aujourd’hui de bons rendements, les distributions en courant continu ne sont plus pratiquées, ce qui permet d’utiliser un appareillage standard en 230 V sur courant alternatif (Vac ).
Dans une installation en site isolé de petite taille, la batterie permet d’assurer une garantie de fourniture (en particulier en cas de panne du générateur EnR) et de pallier aux variations de la ressource renouvelable (vent ou soleil).
Le dimensionnement de la batterie doit être effectué en énergie et en puissance :
Ec (kWh) énergie journalière moyenne consommée par l’utilisateur
Ec, max (kWh) énergie journalière maximale consommée par l’utilisateur
Ep (kWh) énergie journalière moyenne produite par le générateur EnR
Ep, min (kWh) énergie journalière produite par le générateur EnR en période de faible production, par exemple en hiver pour le solaire
Pmax (kW) puissance maximale consommée
cos φ facteur de puissance moyen de l’utilisation (souvent 0,8)
Cb (Ah) capacité nominale de la batterie
Eb (kWh) capacité (énergie stockée) nominale de la batterie
Eb, ut (kWh) capacité (énergie stockée) utile de la batterie
Ub (Vdc) tension batterie en courant continu, multiple de 2 V pour le plomb
Rb rendement de la batterie (environ 0,8 pour une batterie plomb, et 0,95 pour une batterie lithium)
Rco rendement du convertisseur (environ 0,95)
Pco (kVA) puissance nominale du convertisseur
Na nombre de jours moyen d’autonomie souhaité en cas de panne du moyen de production.
L’autonomie nécessaire est plus importante en éolien (il arrive régulièrement de manquer de vent pendant plusieurs jours), qu’en solaire ou en hydraulique (il y a un minimum de soleil ou d’eau chaque jour).
...
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Stockage en site isolé
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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