Guide pour savoir ce qu'est le stockage d'énergie par batterie et son importance

Avec le développement rapide de la société humaine, la conversion et l'application de l'énergie renouvelable sont devenues de plus en plus importantes. Par conséquent, les systèmes de stockage par batterie sont devenus une technologie clé. Ils peuvent nous aider à réduire les émissions de carbone et à obtenir un approvisionnement énergétique plus respectueux de l'environnement, plus efficace et plus fiable. Cet article explore principalement la définition, les principes et l'importance de cette technologie.

Définition du système de stockage d'énergie par batterie

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie sont communément appelés BESS. Il s'agit d'une solution d'énergie renouvelable qui peut convertir et stocker l'énergie éolienne et solaire en énergie électrique pour l'utiliser par les consommateurs en cas de besoin. Les composants de base d'un BESS sont les suivants

Cellules de batterie: Il s'agit des principaux composants responsables du stockage de l'énergie dans un BESS, généralement composé de plusieurs unités de batteries individuelles.

Systèmes de gestion: Y compris le système de gestion de la batterie (BMS) et le système de gestion de l'énergie (EMS), qui surveillent l'état de la batterie et assurent son fonctionnement en toute sécurité.

Système de conversion de puissance (PCS): Il est responsable de la conversion entre le courant alternatif (CA) et le courant continu (CC), assurant la compatibilité de la batterie avec le réseau électrique ou la charge.

Équipement auxiliaire: Systèmes de refroidissement, dispositifs de protection de la sécurité, connecteurs, etc. pour assurer le fonctionnement stable du système.

Comment fonctionnent les systèmes de stockage d'énergie par batterie？ ?

Le fonctionnement d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) se divise en deux étapes : la charge et la décharge.

Pendant la phase de charge, l'électricité en courant alternatif (CA) transmise par le réseau ou les sources d'énergie renouvelables est convertie en courant continu (CC) par le système de conversion de l'énergie (PCS). Lorsqu'il traverse les cellules de la batterie, une réaction électrochimique se produit, qui convertit l'électricité en courant continu en énergie chimique pour le stockage.

Dans la phase de décharge, l'énergie chimique stockée est reconvertie en électricité CC par une réaction électrochimique, puis convertie en électricité CA avec l'aide du PCS. L'énergie stockée est ainsi libérée pour répondre aux besoins du réseau électrique ou de la charge.

En résumé, un BESS se charge et se décharge par le biais de réactions électrochimiques. Il stocke l'énergie lorsqu'il y a un surplus d'électricité et la libère lorsqu'il y a une demande.

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Avantages et inconvénients du système de stockage de l'énergie par batterie

On trouve partout dans le monde des utilisateurs fidèles de systèmes de stockage d'énergie par batterie, qui contribuent de manière significative au domaine des énergies renouvelables. Nous pouvons juger de son importance par les avantages qu'elle procure.

Pourquoi le stockage de l'énergie est-il important？ ?

Réponse rapide

Le stockage d'énergie par batterie peut également servir d'alimentation ininterrompue, ce qui s'avère extrêmement utile dans les scénarios qui exigent des vitesses de réaction élevées. En effet, il peut fournir presque instantanément de l'énergie en cas de coupure de courant.

Réduction des émissions de carbone

BESS utilise des sources d'énergie renouvelables pour produire de l'électricité, ce qui permet non seulement de réduire l'utilisation de combustibles fossiles, mais aussi de diminuer les émissions de gaz à effet de serre.

Source d'alimentation de secours

L'énergie stockée dans un BESS peut servir de source d'énergie de secours pour les habitations, les entreprises, les hôpitaux, les centres de données et autres installations critiques. En cas de coupure de courant ou d'instabilité du réseau, le système de stockage d'énergie peut libérer de l'énergie électrique pour continuer à alimenter l'équipement, ce qui contribue à accroître l'indépendance énergétique de la maison et à réduire la dépendance vis-à-vis du réseau.

Réduction des coûts énergétiques

Le système de stockage d'énergie stocke l'énergie lorsque les prix de l'électricité sont bas. Pendant les périodes de pointe, lorsque les prix de l'électricité sont plus élevés, il peut libérer de l'énergie. Dans certaines régions, il est même possible de revendre l'excédent d'électricité stockée au réseau. Cela permet non seulement de réduire les dépenses d'électricité, mais aussi d'accélérer le retour sur investissement et de générer des bénéfices.

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Inconvénients des BESS

Coûts initiaux relativement élevés

Bien que les coûts n'aient cessé de diminuer et qu'il y ait des avantages à long terme, l'investissement initial pour les systèmes de stockage d'énergie par batterie est encore assez élevé.

Variabilité régionale

Dans certaines régions, le déploiement à grande échelle de systèmes de stockage d'énergie par batterie n'est pas réalisable en raison de problèmes liés au climat, aux réglementations légales, à la chaîne d'approvisionnement, etc.

Types de systèmes de stockage d'énergie par batterie

En fonction des différents types de cellules de batterie utilisés, nous pouvons classer les systèmes de stockage d'énergie par batterie dans les catégories suivantes :

Systèmes de stockage de batteries lithium-ion

Les systèmes utilisent des batteries lithium-ion ou lithium-fer phosphate comme support de stockage. Elles sont populaires auprès des utilisateurs et des marchés parce qu'elles ont une densité énergétique élevée, une longue durée de vie et qu'elles peuvent se charger et se décharger efficacement avec un minimum d'entretien :

Densité énergétique élevée, ce qui signifie une taille et un poids plus faibles, mais une capacité à fournir plus d'énergie.

Longue durée de vie, la technologie du phosphate de fer lithié offrant une durée de vie plusieurs fois supérieure à celle des autres types de batteries.

Faible taux d'autodécharge, permettant de stocker de l'électricité pendant de longues périodes avec une perte minimale.

Les systèmes de stockage par batterie lithium-ion sont largement utilisés dans les véhicules de transport électriques, le stockage de l'énergie domestique et commerciale, les services de réseau, ainsi que dans les scénarios hors réseau et de micro-réseau.

Systèmes de stockage d'accumulateurs au plomb-acide

Les cellules utilisées dans ces systèmes sont des batteries plomb-acide. Il s'agit d'une technologie traditionnelle mais mature, dont les coûts sont moindres ; toutefois, sa densité énergétique est plus faible, sa durée de vie est plus courte et elle nécessite un entretien régulier. Par rapport aux batteries lithium-ion, les batteries plomb-acide doivent être remplacées plus fréquemment. Elles sont souvent utilisées dans des applications nécessitant une puissance élevée, comme le démarrage des motos et des automobiles.

Systèmes de stockage de batteries sodium-soufre

Les systèmes de stockage qui utilisent des batteries sodium-soufre comme moyen de stockage doivent fonctionner à des températures élevées et ont des exigences plus importantes en matière de sécurité et de maintenance. Ils sont mieux adaptés aux applications à grande échelle et ont un champ d'application plus restreint.

Systèmes de stockage par batterie à flux

Un type courant est la batterie à flux redox au vanadium. Ces systèmes stockent une grande quantité d'énergie, ont une durée de vie plus longue, sont très évolutifs et permettent un ajustement indépendant de la puissance et de la capacité. Toutefois, ces systèmes sont relativement complexes et les coûts d'installation et de maintenance sont plus élevés.

À quoi sert le système de stockage d'énergie par batterie ?

Oui, les systèmes de stockage d'énergie par batterie peuvent être utilisés dans une variété de scénarios différents. Sur la base de ces cas d'utilisation, nous pouvons les classer en différentes catégories.

Systèmes de stockage d'énergie résidentiels

For home power supply, smaller systems are often used in conjunction with solar photovoltaic panels, with capacities typically at 5kWh, 10kWh, 15kWhou 20kWh. They can serve as emergency backup power sources, providing reliable electricity for households while also taking advantage of electricity price differences to save on expenses.

Systèmes commerciaux de stockage d'énergie

Energy storage systems for commercial buildings such as businesses, municipal facilities, and multi-unit residential properties are larger in scale, with capacities ranging from 30kWh to 2000kWh. Using energy storage systems can also improve their energy efficiency and save on electricity costs. A reliable uninterruptible power supply can prevent irrecoverable losses for commercial facilities.

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Systèmes industriels de stockage d'énergie

Les systèmes de stockage d'énergie à usage industriel peuvent fournir une alimentation de secours stable tout en contrôlant les coûts d'électricité.

Systèmes de stockage d'énergie à l'échelle du réseau

Les systèmes de stockage par batterie capables de stocker une puissance de l'ordre du mégawatt conviennent aux services publics tels que le réseau électrique. En intégrant les énergies renouvelables, ils peuvent réguler la demande du réseau et équilibrer la charge dans la région, ce qui améliore non seulement la stabilité mais permet également de réduire les coûts de maintenance.

Systèmes de stockage d'énergie en micro-réseau

Dans les régions isolées ou celles qui disposent de réseaux électriques indépendants à petite échelle, l'énergie stockée par les systèmes de stockage peut améliorer la stabilité et la fiabilité.

Principaux fabricants de systèmes de stockage d'énergie par batterie

Tesla

Tesla’s headquarters are located in the United States, and the company primarily designs, manufactures, and sells fixed battery energy storage devices, solar panels, and related products and services ranging from home to grid-scale. Among these, the Powerwall is widely used for residential and commercial purposes.

LG Chem

LG Chem, dont le siège est en Corée du Sud, propose différents types de batteries lithium-ion et occupe une position importante sur les marchés des véhicules électriques et du stockage de l'énergie.

Delong Top

Established in 2012 and headquartered in Shenzhen, China, with a factory in Dongguan covering an area of 6,000 square meters, Delong has its own R&D team. Its main products include deep cycle batteries, batteries de stockage d'énergie, power batteries, high voltage batteries, sodium-ion batteries, and portable power sources. Delong has consistently provided efficient and reliable power solutions for the home, commercial, and industrial sectors.

FAQ

Quelle est la différence entre une batterie et un BESS ?

Batteries directly provide electrical energy to devices and can be divided into two types: single-use and rechargeable. There can be a significant size difference between different types of batteries, such as AAA batteries compared to electric vehicle battery packs. Additionally, a battery can be a single electrochemical cell or a simple assembly of multiple cells.

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) sont plus complexes et relativement plus grands. Ils comprennent des batteries, des systèmes de contrôle, des systèmes de conversion d'énergie et des systèmes de gestion thermique. Les BESS sont généralement utilisés pour des applications à grande échelle telles que les habitations, les installations commerciales et industrielles ou le réseau électrique.

Quelle est la différence entre une batterie de puissance et une batterie de stockage d'énergie ?

Il existe des différences significatives entre les deux en termes de conception, de spécifications et de scénarios d'application.

Les batteries de puissance sont davantage axées sur une puissance élevée sur de courtes périodes, conçues pour libérer rapidement de l'énergie afin d'assurer la propulsion d'appareils tels que les véhicules électriques, les vélos électriques, les motocyclettes électriques, les drones et bien d'autres encore.

Les batteries de stockage d'énergie sont conçues pour pouvoir stocker et libérer de l'énergie électrique sur de longues périodes, ce qui nécessite une production d'énergie soutenue. On les trouve couramment dans des scénarios rentables tels que les environnements résidentiels, commerciaux et industriels, ainsi que dans le réseau électrique.

Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie hybride ?

Les systèmes de stockage d'énergie hybrides combinent deux ou plusieurs types différents de technologies de stockage d'énergie, tels que les batteries lithium-ion, les batteries d'écoulement et le stockage d'énergie par air comprimé. L'avantage réside dans l'amélioration des performances globales du système, l'allongement de son cycle de vie et l'augmentation de la fiabilité pour améliorer la rentabilité du système. Actuellement, les systèmes hybrides de stockage d'énergie sont souvent utilisés pour réguler la puissance dans des scénarios tels que les zones isolées, les micro-réseaux et les environnements commerciaux et industriels à grande échelle.

Comment mesure-t-on la capacité totale de stockage d'énergie de la batterie ?

Nous utilisons généralement deux paramètres pour mesurer la capacité totale d'un système de stockage d'énergie par batterie : la capacité énergétique (kWh) et la capacité de puissance (kW), par exemple 10kWh et 5kW. En effet, l'énergie (kWh) est égale à la puissance (kW) multipliée par le temps (h). Un système de stockage de 10 kWh peut fournir 1 kW de puissance pour un fonctionnement continu pendant 10 heures, ou 5 kW de puissance pendant 2 heures.

Quelle est la meilleure batterie pour le stockage de l'énergie ?

Selon les scénarios d'application et les besoins, les exigences en matière de performances des systèmes de stockage d'énergie varient. Lors de la prise de décision, nous devons souvent prendre en compte de multiples facteurs tels que la densité énergétique, la puissance, la durée de vie, le coût, la vitesse de charge, l'efficacité, etc. Parmi les principaux systèmes de stockage d'énergie mentionnés ci-dessus, les batteries lithium-ion sont plus largement utilisées en raison de leur densité énergétique élevée et de leurs capacités de charge rapide.

Taille du système de stockage d'énergie par batterie

La capacité énergétique et la capacité de puissance d'un BESS influent sur sa taille et son poids. Plus la capacité énergétique est élevée, plus le nombre de batteries et le volume nécessaires sont importants, ce qui augmente la taille du système. Plus la capacité de puissance est élevée, plus il faut de batteries pour fournir un courant suffisant, ce qui entraîne également une augmentation de la taille du système. En outre, le type de batterie, la conception du système et les exigences de l'application auront également un impact sur la taille du système.

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Conclusion

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie sont à la fois complexes et simples, et apportent de nombreuses commodités à l'homme. La compréhension des connaissances pertinentes nous aide à les sélectionner, à les utiliser et à les entretenir.