Stockage d’énergie dans les applications d’énergie distribuée : 5 considérations critiques
Notre réseau électrique évolue, devenant de plus en plus distribué et axé sur les énergies renouvelables que jamais. Le stockage d’énergie par batterie est un composant technologique essentiel pour réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et construire un avenir à faible émission de carbone. Sans lui, ce changement sera impossible. Les miniréseaux, les bâtiments zéro émission et les ressources énergétiques renouvelables locales sont tous possibles avec le stockage d’énergie.
Une ressource énergétique distribuée (RED) est un système de production d’électricité qui comprend plusieurs appareils de petite taille situés plus près de la demande, par opposition à une centrale électrique et à un réseau de distribution centralisés. Une RED est également appelée « réseau énergétique distribué ». Les RED jouent un rôle de plus en plus important dans la transition vers des systèmes énergétiques plus propres, à mesure que les entreprises et les consommateurs ajoutent des capacités de production d’énergie à leurs maisons et à leurs commerces.
Il existe des différences fondamentales entre l’énergie traditionnelle des combustibles fossiles et l’énergie renouvelable utilisée dans les RED. L’énergie éolienne et l’énergie solaire dépendent du vent qui souffle et du soleil qui brille, tandis que les ressources centralisées non renouvelables comme le charbon peuvent être brûlées chaque fois que l’électricité est requise.
Les RED sont rendues possibles grâce au stockage d’énergie
Le stockage d’énergie est essentiel dans les systèmes d’énergie distribuée pour séparer le temps de la production de l’énergie et de la consommation de l’énergie. En utilisant le stockage d’énergie, les consommateurs déployant des systèmes de RED, comme des panneaux solaires sur toiture, peuvent par exemple produire de l’électricité lorsqu’il y a du soleil et l’utiliser plus tard, pendant la période de pointe de la demande énergétique en soirée.
Par conséquent, les systèmes de stockage d’énergie jouent un rôle essentiel dans l’avancement des objectifs d’énergie propre en améliorant l’utilisation efficace des ressources renouvelables et en améliorant simultanément la fiabilité du réseau et la stabilité de la tarification.
Considérations importantes pour la mise en œuvre du stockage d’énergie
L’Agence internationale des énergies renouvelables estime que 90 % de l’électricité dans le monde pourrait provenir d’énergies renouvelables d’ici 2050. Cela nécessitera une augmentation considérable de la production d’énergie renouvelable. Toutefois, il y a quelques considérations clés à garder à l’esprit lors de la mise en œuvre du stockage d’énergie :
Réduction de l’encombrement : Dans les applications où l’espace est limité, comme les installations de réseau, les stations de recharge de véhicules électriques et les bâtiments commerciaux et résidentiels, il est crucial de réduire l’encombrement des systèmes de stockage d’énergie. Cela implique l’optimisation de la technologie et de la conception afin de maximiser la capacité de stockage dans un encombrement physique réduit.
Soutien d’infrastructure : Les installations de stockage d’énergie nécessitent un soutien d’infrastructure approprié pour accueillir les batteries et les composants associés. Cela comprend les considérations relatives aux systèmes de refroidissement, aux connexions électriques et au soutien structurel pour améliorer l’efficacité et la sécurité.
Évolutivité : La capacité de mettre à l’échelle les systèmes de stockage d’énergie en fonction de la demande est essentielle, surtout dans les applications où une croissance est prévue, comme les miniréseaux et les stations de recharge de VE. Les conceptions modulaires qui permettent une expansion ou une réplication facile de la capacité de stockage peuvent répondre efficacement aux besoins futurs.
Conformité réglementaire : La conformité aux normes et directives réglementaires en matière de sécurité, d’impact environnemental et d’interconnexion des réseaux est essentielle. Il est primordial de confirmer que les installations de stockage d’énergie respectent toutes les réglementations et normes applicables pour assurer une mise en œuvre réussie.
Rentabilité : En évaluant la rentabilité globale des solutions de stockage d’énergie, l’utilisateur doit évaluer les coûts initiaux et les dépenses d’entretien par rapport aux économies potentielles et aux nouvelles possibilités d’affaires découlant d’une gestion améliorée de l’énergie. La mise en œuvre de systèmes qui offrent un retour sur investissement favorable tout au long de leur cycle de vie est indispensable à une adoption généralisée.
Technologies pour soutenir ces considérations
Ceux qui souhaitent mettre en œuvre le stockage d’énergie dans des applications de réseau distribué doivent trouver les technologies appropriées. Bien que les besoins puissent varier selon l’envergure d’une installation et que de nombreux FEO proposeront des systèmes complets, le rendement des technologies suivantes influera sur la performance globale des systèmes de stockage d’énergie.
Technologie de refroidissement : Pour maintenir à la fois le rendement et la sécurité, les batteries doivent être refroidies. Une vaste gamme de technologies de refroidissement sont déployées dans les systèmes de stockage d’énergie en fonction de la densité de puissance d’une installation donnée. Pour de nombreux systèmes, la climatisation est une bonne solution. Le refroidissement par air devient plus efficace, et de nombreuses entreprises examinent les réfrigérants qu’elles utilisent afin de les rendre plus respectueux de l’environnement. Pour les installations plus importantes ou les applications à plus grande densité énergétique, la technologie de refroidissement par liquide, où des conduites de liquide refroidi évacuent la chaleur des batteries vers un refroidisseur, est la meilleure option en raison de son efficacité et de son rendement supérieurs.
Les conducteurs flexibles, tels que les barres omnibus ou les tresses, peuvent faciliter l’intégration des systèmes de stockage d’énergie dans des espaces restreints en réduisant les exigences en matière de rayon de courbure. Ces solutions permettent une installation plus facile et un encombrement global réduit par rapport aux systèmes traditionnels de câbles et de cosses.
La technologie avancée des batteries est fondamentale pour les systèmes de stockage d’énergie. Les batteries au lithium-ion sont couramment utilisées en raison de leur grande densité énergétique, de leur évolutivité et de leur durée de vie relativement longue. La technologie au lithium fer phosphate a beaucoup évolué et contribue à réduire le coût total de l’énergie pour les utilisateurs de stockage d’énergie.
Matériaux avancés : Le développement de matériaux avancés et de mesures de protection environnementale, comme des matériaux de boîtier légers et durables, des joints et des conceptions de boîtier, des gaines thermiques pour câbles, des matériaux résistants au feu et des isolants sans halogène à faible émission de fumée fiables, contribue à la sécurité, à l’efficacité et à la longévité des systèmes de stockage d’énergie par batterie.
La demande de stockage d’énergie continuera de croître à mesure que les investissements gouvernementaux dans les infrastructures augmenteront dans le monde, que les miniréseaux se répandront et que les véhicules électriques seront largement adoptés.
Réduire l’encombrement tout en assurant une protection environnementale fiable, un refroidissement par liquide ainsi qu’une distribution et une mise à la terre électriques efficaces pour les systèmes de stockage d’énergie constituera un défi pour les fabricants de modules de batteries, les sociétés d’électricité, les immeubles commerciaux et d’autres acteurs du secteur. Réfléchir à ces défis et développer dès maintenant des technologies pour y répondre aidera les entreprises de stockage d’énergie à prendre une longueur d’avance sur la concurrence.
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