Usines d'accumulateurs, l'utilisation de batteries pour stocker l'énergie électrique
L'un des moyens les plus efficaces et les plus prometteurs pour stocker l'énergie électrique, en termes de densité de stockage, est l'utilisation d'installations de stockage basées sur des batteries, qui permettent de stocker l'énergie sous forme chimique.
Les centrales électriques à batterie sont particulièrement utiles lorsqu'il est nécessaire de fournir une puissance de pointe auxiliaire à court terme, évitant ainsi les coupures de courant d'urgence aux consommateurs.
Ainsi, les centrales électriques à batterie, selon le principe de leur fonctionnement, ont de nombreuses caractéristiques en commun avec les sources d'énergie continues conventionnelles, différant cependant par la plus grande taille de la structure. Une pièce séparée est réservée pour abriter les batteries de la station, semblable à un grand entrepôt ou à plusieurs conteneurs.
Comme dans la technologie d'alimentation sans interruption, il existe ici une particularité qui consiste dans le fait que l'énergie électrochimique stockée dans les batteries peut être utilisée exclusivement sous forme de courant continu.
Mais comme les réseaux classiques nécessitent du courant alternatif pour se procurer, il est nécessaire de procéder à une transformation supplémentaire de l'énergie stockée dans les batteries. C'est pourquoi le courant haute tension est beaucoup plus approprié transmettre de l'énergie à distance, sont obtenus à l'aide de puissants onduleurs à thyristor, qui font nécessairement partie des centrales électriques.
Le type de batteries utilisées dans une installation particulière est déterminé par son coût, ses exigences de performance (énergie stockée, puissance disponible) et sa durée de vie prévue. Dans les années 1980, seules les batteries au plomb étaient présentes dans les centrales électriques à accumulation. Dans les années 1990 et au début des années 2000, les batteries nickel-cadmium et sodium-soufre sont apparues.
Aujourd'hui, en raison de la baisse du prix des batteries lithium-ion (due au développement rapide de l'industrie automobile), le lithium-ion est principalement utilisé. Des systèmes de batterie à circulation sont déjà apparus à certains endroits. Cependant, des solutions d'acide de plomb peuvent encore être trouvées dans certains bâtiments économiques.
L'avantage des centrales à batterie par rapport aux centrales à pompage est évident. Il n'y a pas de pièces en mouvement constant, pratiquement aucune source de bruit. Quelques dizaines de millisecondes suffisent pour démarrer une centrale à batterie, après quoi elle peut immédiatement fonctionner à pleine capacité.
Cet avantage permet aux centrales de batteries de supporter facilement des charges maximales qui ne sont même pas perçues par l'équipement comme quelque chose de critique, de sorte qu'une telle station peut fonctionner à son maximum pendant des heures.
Inutile de dire que les stations de batterie s'acquittent facilement de la tâche d'amortissement des fluctuations de tension causées par les pics de charge sur le réseau. Grâce à eux, des villes et des régions entières peuvent être protégées des coupures de courant causées par les embouteillages.
Il en va de même pour l'exploitation de centrales électriques à batterie en lien avec des sources d'énergie autonomes renouvelables, c'est aujourd'hui une industrie à part entière.
Énergie renouvelable [production d'énergie renouvelable (énergie renouvelable)] — Domaine de l'économie, de la science et de la technologie couvrant la production, la transmission, la transformation, l'accumulation et la consommation d'énergie électrique, thermique et mécanique obtenue en utilisant des sources d'énergie renouvelables.
J'ai piles de différents types il y a des avantages et des inconvénients. Certains (sodium-soufre) fonctionnent bien en mode constant, par exemple en combinaison avec des sources d'énergie autonomes, mais sont sujets à la corrosion et au vieillissement, même s'ils ne sont pas utilisés. D'autres souffrent d'usure simplement en raison du nombre élevé de cycles de charge-décharge rapides.
Certaines batteries nécessitent un entretien régulier (les batteries au plomb doivent être rechargées avec de l'eau), une évacuation des gaz pour éviter les explosions, etc.
Les batteries lithium-ion scellées plus modernes peuvent fonctionner longtemps sans entretien, leur état est surveillé par l'électronique et, si nécessaire, signale la nécessité de remplacer la cellule.
Un exemple moderne est l'une des plus grandes centrales électriques au monde - Hornsdale Power Reserve, qui fonctionne avec la centrale éolienne de Hornsdale. Tesla l'a construit fin 2017.
Début 2018, alors que l'Australie-Méridionale subissait des pertes économiques, la station rapportait à ses propriétaires près d'un million de dollars pour fournir de l'électricité au réseau à 14 000 dollars australiens par mégawattheure. La centrale est capable de fournir en continu 30 MW pendant 3 heures et 70 MW pendant 10 minutes.
100 MW est la capacité de conception totale de la centrale électrique. La capacité totale de la batterie de la station, 129 MWh, est constituée de plusieurs millions de cellules lithium-ion Samsung 21700 (3000-5000 mAh).
Le système maintient de manière fiable le réseau des consommateurs d'électricité dans un état stable, même dans les cas où la vitesse du vent est extrêmement faible. En 2020, la capacité de la centrale a été portée à 194 MWh et la capacité nominale est de 150 MW.
Un exemple d'ancienne technologie est la centrale électrique à batteries de Chino, en Californie, de 1988 à 1997. La centrale comprenait 8 256 batteries au plomb situées dans deux halls.
La structure sert de joint de déformation statique puissance réactive et protéger les consommateurs contre les pannes de courant pendant les pannes de courant. Sa puissance de crête était de 14 MW avec une capacité totale de batterie de 40 MWh.
Voir également:
Les types les plus courants de dispositifs de stockage d'énergie industriels