Stockage d'énergie est vital pour la vie moderne, car de nombreuses entreprises dépendent des batteries pour alimenter leurs outils, leur éclairage et leurs équipements sur les chantiers. Lorsque l’alimentation à quai n’est pas disponible, le stockage sur batterie garantit des opérations cohérentes dans les projets industriels et commerciaux. Explorons comment cela fonctionne.
Qu'est-ce que l'énergie & Comment est-il stocké ?
L'énergie est la capacité d'effectuer un travail et existe sous deux formes principales : l'énergie cinétique et potentielle.
Par exemple, une roche qui roule possède de l’énergie cinétique grâce à son mouvement, tandis qu’une roche située au bord d’une colline possède une énergie potentielle due à sa capacité à rouler.
L'énergie électrique est considérée comme cinétique car elle est toujours en mouvement mais peut être convertie en d'autres formes d'énergie stockée.
De même, l’eau derrière un barrage représente l’énergie gravitationnelle potentielle stockée.
Pouvez-vous stocker de l’énergie électrique ?
Non, vous ne pouvez pas stocker l’électricité directement, mais elle peut être convertie en formes stockables. Cette énergie peut ensuite être reconvertie en électricité. Les méthodes de stockage d'énergie électrique comprennent les volants d'inertie (mécaniques), l'eau ou les poids élevés (gravitationnels), l'air comprimé (potentiel), les condensateurs (charge électrique) et les plus courants : les batteries (chimiques).
Qu'est-ce qu'une batterie ?
Une batterie est un dispositif de stockage qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique. Il contient une ou plusieurs cellules électrochimiques dans lesquelles des réactions chimiques créent un flux d'électrons, fournissant le courant électrique nécessaire à l'exécution du travail.
Les batteries fonctionnent comme des pompes à électrons, comportant un côté positif (cathode), un côté négatif (anode) et un électrolyte qui réagit chimiquement avec eux.
Bien que ce processus soit commun à toutes les batteries, différents types stockent l’énergie de manière unique.
Types de batteries courants & Comment ils stockent l’énergie
Pour un usage industriel et commercial, il existe deux principaux types de stockage d’énergie par batterie rechargeable, qui diffèrent par leurs performances.
Batteries au plomb
Les batteries au plomb, vieilles de plus de 170 ans, sont l’un des types de batteries rechargeables les plus anciens.
Chaque batterie de 12 volts se compose de six cellules contenant un mélange d'acide sulfurique et d'eau, comportant une borne positive (cathode) et une borne négative (anode).
Une fois déchargé, l'acide sulfurique se décompose en eau, libérant des électrons pour la production d'électricité. La réaction chimique sur la plaque négative est : Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
Lors de la recharge, l'énergie reconstruit les molécules d'acide pour une utilisation future.
Bien que fiables et largement utilisées, les batteries au plomb ont des limites ; des cycles de décharge-recharge répétés peuvent raccourcir leur durée de vie en raison de la dégradation des matériaux actifs.
Piles lithium-ion
Plus tôt, nous avons parlé cathodes et anodes en piles. Ils peuvent stocker des ions lithium, et l'énergie est stockée et libérée lorsque les ions se déplacent de la cathode à l'anode à travers l'électrolyte.
Contrairement aux batteries au plomb qui utilisent la même réaction chimique, les batteries lithium-ion se déclinent en différentes compositions chimiques. Le les 6 meilleurs types comprennent l'oxyde de lithium-cobalt (LCO), l'oxyde de lithium-manganèse (LMO), l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC), l'oxyde de lithium-nickel-cobalt-aluminium (NCA), le titanate de lithium (LTO) et le phosphate de fer et de lithium (LFP).
Les batteries au lithium sont plus denses en énergie, plus petites, plus légères, se chargent plus rapidement et ont une durée de vie plus longue que les batteries au plomb.
Piles au lithium fer phosphate sont spécifiquement connus pour leur longue durée de vie et leur tolérance à la chaleur, ce qui les rend plus sûrs et plus durables.
Les avantages du stockage d’énergie par batterie
Avantages d’un réseau flexible d’énergie propre
Le déploiement du stockage d'énergie s'accélère en raison de sa capacité à améliorer la flexibilité du réseau, à fournir de multiples services et à être appliqué à diverses applications.
Les systèmes de stockage peuvent être intégrés au réseau électrique – des réseaux de transmission aux bâtiments résidentiels.
Les sources d'énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire ont des rendements variables ; ainsi, les technologies de stockage peuvent stabiliser l’approvisionnement en électricité en faisant correspondre la production à la demande.
En chargeant pendant les périodes de production excédentaire et en déchargeant pendant les pics de demande, le stockage d’énergie maximise l’utilisation des énergies renouvelables et minimise les déchets. Les systèmes de batteries résidentiels aident les services publics à répondre à la demande des clients avec des alimentations électriques variables.
Le stockage permet également de répondre aux changements soudains des besoins en électricité, garantissant ainsi la stabilité du réseau plus rapidement que les centrales électriques conventionnelles. C’est particulièrement important pour les zones rurales ou les micro-réseaux isolés qui s’appuient sur des solutions énergétiques locales pour éviter les pannes.
Avantages pour la communauté
Le stockage de l’énergie peut améliorer l’accès et offrir des avantages aux communautés à faible revenu touchées de manière disproportionnée par la pollution et le changement climatique. Il peut remplacer les centrales de pointe à combustibles fossiles – souvent situés dans des quartiers vulnérables qui exacerbent les problèmes de qualité de l’air pendant les périodes de forte demande comme les vagues de chaleur.
Le stockage sur batterie étant moins cher que les turbines à gaz, la transition vers les pics va s’accélérer.
De plus, le stockage d’énergie aide les clients à éviter les pics de prix en stabilisant les pics de demande similaires aux augmentations des coûts de covoiturage pendant les vacances. Il améliore la résilience des communautés en répondant aux demandes de pointe sans surcharger le réseau ni provoquer de hausses de prix en cas de conditions météorologiques extrêmes.
En intégrant l’énergie produite par des énergies renouvelables dans des micro-réseaux localisés ou des pôles de résilience, les communautés bénéficient d’un approvisionnement énergétique de secours en cas de catastrophes naturelles tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre et la dépendance aux combustibles fossiles polluants.
Conclusion
De nombreuses personnes utilisent d'abord les batteries en camping-car ou en bateau, où un stockage d'énergie fiable et sûr est essentiel pour le confort. Les batteries stockent l’énergie pour la convertir en électricité, améliorant ainsi nos vies et offrant la liberté. Ce pouvoir est synonyme de liberté elle-même.
