Dispositifs de stockage d'énergie industriels
Autrefois, l'énergie électrique obtenue dans les centrales hydroélectriques était immédiatement livrée aux consommateurs : lampes allumées, moteurs en marche. Aujourd'hui, cependant, alors que les capacités de production d'électricité se sont considérablement développées, la question des moyens efficaces de stocker l'énergie produite a été sérieusement soulevée à bien des égards, y compris diverses sources renouvelables.
Comme vous le savez, pendant la journée, l'humanité dépense beaucoup plus d'énergie que la nuit. Les heures de pointe dans les villes se situent dans des heures du matin et du soir strictement définies, tandis que les centrales de production (notamment solaire, éolienne, etc.) génèrent une certaine puissance moyenne qui varie considérablement selon les différents moments de la journée et en fonction des conditions météorologiques.
Dans de telles circonstances, ce n'est pas une mauvaise idée pour les centrales électriques d'avoir une sorte de stockage d'électricité de secours qui peut fournir la puissance requise à tout moment de la journée. Jetons un coup d'œil à certaines des meilleures technologies pour résoudre ce problème.
Stockage d'énergie hydraulique
La méthode la plus ancienne qui n'a pas perdu de sa pertinence à ce jour. Deux grands réservoirs d'eau sont situés l'un au-dessus de l'autre. L'eau du réservoir supérieur, comme tout objet élevé en hauteur, a une énergie potentielle plus élevée que l'eau du réservoir inférieur.
Lorsque la consommation d'énergie de la centrale électrique est faible, à ce moment-là, l'eau est pompée dans le réservoir supérieur par des pompes. Pendant les heures de pointe, lorsque la centrale est obligée d'alimenter le réseau à haute puissance, l'eau du réservoir supérieur est déviée à travers la turbine de l'hydrogénérateur, générant ainsi une puissance accrue.
En Allemagne, des projets de ce type d'hydroaccumulateurs sont en cours de développement pour leur érection ultérieure sur les sites d'anciennes mines de charbon, ainsi qu'au fond de l'océan dans des entrepôts sphériques spécialement créés à cet effet.
Stockage d'énergie sous forme d'air comprimé
Comme un ressort comprimé, l'air comprimé injecté dans un cylindre est capable de stocker de l'énergie sous forme potentielle. La technologie a longtemps été couvée par les ingénieurs, mais n'a pas été mise en œuvre en raison de son coût élevé. Mais déjà des niveaux très élevés de concentration d'énergie sont réalisables lors de la compression adiabatique du gaz avec des compresseurs spéciaux.
L'idée est la suivante : pendant le fonctionnement normal, une pompe pompe de l'air dans le réservoir, et pendant les pics de charge, de l'air comprimé est libéré du réservoir sous pression et fait tourner la turbine du générateur. Il existe plusieurs systèmes similaires dans le monde, dont l'un des plus grands développeurs est la société canadienne Hydrostar.
Le sel fondu comme accumulateur thermique
Panneaux solaires Ce n'est pas le seul outil pour convertir l'énergie rayonnante du soleil.Le rayonnement infrarouge solaire, lorsqu'il est correctement concentré, peut chauffer et faire fondre le sel et même le métal.
C'est ainsi que fonctionnent les tours solaires, où de nombreux réflecteurs dirigent l'énergie du soleil vers un réservoir de sel monté au sommet d'une tour érigée au centre de la station. Le sel fondu libère alors de la chaleur dans l'eau, qui se transforme en vapeur qui fait tourner la turbine du générateur.
Ainsi, avant de se transformer en électricité, la chaleur est d'abord stockée dans un accumulateur thermique à base de sel fondu.Cette technologie a été mise en place, par exemple, aux Emirats Arabes Unis. Georgia Tech a développé un dispositif encore plus efficace pour le stockage thermique du métal en fusion.
Piles chimiques
Batteries à lithium pour centrales éoliennes — c'est la même technologie que les batteries pour smartphones et ordinateurs portables, seulement il y aura des milliers de telles "batteries" dans le stockage de la centrale électrique. La technologie n'est pas nouvelle, elle est utilisée aux États-Unis aujourd'hui. Un exemple récent d'une telle centrale de 4 MWh est celle récemment construite par Tesla en Australie. La station est capable de fournir une puissance maximale de 100 MW à la charge.
Accumulateurs chimiques qui fuient
Si dans les batteries conventionnelles les électrodes ne bougent pas, dans les batteries à flux les liquides chargés agissent comme des électrodes. Deux liquides se déplacent à travers une pile à combustible à membrane dans laquelle une interaction ionique d'électrodes liquides a lieu et des charges électriques de signes différents sont générées dans la pile sans mélanger les liquides. Des électrodes fixes sont montées dans la cellule pour fournir l'énergie électrique ainsi chargée à la charge.
Ainsi, dans le cadre du projet Brine4Power en Allemagne, il est prévu d'installer des réservoirs d'électrolytes (vanadium, eau salée, chlore ou solution de zinc) souterrains, et une batterie à flux de 700 MWh sera érigée dans des grottes locales. L'objectif principal du projet est d'équilibrer la distribution de l'énergie renouvelable tout au long de la journée pour éviter les coupures de courant causées par le manque de vent ou le temps nuageux.
Stockage dynamique du super volant
Le principe est basé sur la première conversion de l'électricité — sous forme d'énergie cinétique de la rotation du super volant, et, si nécessaire, de nouveau en énergie électrique (le volant d'inertie fait tourner le générateur).
Initialement, le volant d'inertie est accéléré par un moteur de faible puissance jusqu'à ce que la consommation de charge soit maximale, et lorsque la charge devient maximale, l'énergie stockée par le volant d'inertie peut être fournie avec beaucoup plus de puissance. Cette technologie n'a pas trouvé d'application industrielle étendue, mais est considérée comme prometteuse pour une utilisation dans de puissantes sources d'alimentation sans coupure.