L'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables ne circule pas uniformément. Les installations ne produisent de l'électricité que lorsque le soleil brille ou que le vent souffle. L'accumulation de la production d'électricité ne doit pas nécessairement se produire en période de demande accrue; il y a rarement adéquation entre l'offre et la demande. Le stockage de l'électricité est un problème qui a toujours accompagné les parcs photovoltaïques et éoliens.
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Fourniture variable d'électricité à partir d'une centrale solaire ou éolienne
Comment stocker l'électricité à la maison?
Le vent ne souffle pas toujours, le soleil ne brille pas toujours - les parcs éoliens en Pologne et les installations photovoltaïques produisent autant d'électricité que la nature n'en fournit actuellement. L'accumulation de la demande d'électricité par les consommateurs coïncide rarement avec les périodes de pointe de « l'offre » d'énergie renouvelable solaire et éolienne. Tant dans l'énergie industrielle que domestique, le problème est le stockage de l'énergie excédentaire.
Les accords de l'UE obligent les États membres à remplacer de plus en plus les combustibles fossiles par des sources d'énergie renouvelables. Des systèmes d'activités pro-écologiques (certificats blancs, certificats verts) soutiennent les parcs éoliens en Pologne, ainsi que les installations photovoltaïques prosommateurs. Les certificats blancs, c'est-à-dire les certificats d'efficacité énergétique, opèrent sur le marché des droits de propriété, soutenant la modernisation énergétique des entreprises.
Les sources d'alimentation dépendantes des conditions météorologiques pour les groupes électrogènes font du stockage d'énergie une nécessité. Des moyens sont nécessaires pour stocker l'électricité pour alimenter les charges lorsque le soleil est levé et que le vent ne souffle pas. Il existe différentes manières de stocker l'énergie non seulement à partir de batteries courantes.
Accumulation d'électricité - stockage de surplus d'électricité
Le stockage d'énergie permet d'utiliser l'électricité produite par les centrales solaires et éoliennes non seulement pendant la période d'activité des générateurs. Les entrepôts fournissent de l'électricité selon les besoins, quelle que soit l'intensité du rayonnement solaire et la force du vent. L'accumulation directe de courant est possible dans les condensateurs, mais de peu d'utilité à des fins pratiques.
Pour de plus grandes quantités d'énergie, des méthodes de stockage indirect sont utilisées. Le courant électrique se transforme en une autre forme d'énergie plus facile à stocker, puis en recrée de l'électricité. Voici les principaux moyens de résoudre le problème :
- Piles et accumulateurs - des installations de stockage d'électricité connues de longue date. Ils stockent l'électricité sur une base chimique et sont bien testés. Cependant, ce mode de stockage de l'énergie est - en raison de sa faible capacité - relativement coûteux. Des batteries de haute qualité sont disponibles pour une utilisation dans l'énergie photovoltaïque. La plupart d'entre eux, cependant, ne conviennent pas aux grandes centrales électriques. Des centrales électriques à batterie sont prévues en Australie. Fin 2022, le constructeur de voitures électriques Tesla y a lancé une batterie lithium-ion, alimentant en électricité plus de 30 000 foyers.
- Centrales à accumulation par pompage - fiable pendant des décennies. Ils utilisent l'excès d'électricité pour pomper l'eau d'un réservoir profond vers un niveau supérieur. Au fur et à mesure que l'eau accumulée retourne dans la vallée, son énergie entraîne la turbine et le générateur. Cependant, vous ne pouvez stocker de l'énergie de cette manière que sous certaines conditions. Il doit y avoir une montagne à sommet plat où un réservoir artificiel peut être creusé, et un lac à son pied. Le sol au-dessus doit être imperméable. Les deux réservoirs - naturels et artificiels - sont reliés par un pipeline. Les pompes-turbines pompent l'eau vers le haut en utilisant l'énergie excédentaire, ou elles sont entraînées par l'eau qui tombe d'en haut. Un avantage supplémentaire d'une telle centrale est la possibilité de démarrage rapide des turbines dans le sens de la production d'électricité.
Prix promotionnels des panneaux solaires et pompes à chaleur
Stocker de l'énergie en transférant des masses d'eau à un niveau supérieur est très efficace. La perte d'énergie lors de cet échange est d'environ 20 %, ce qui signifie un rendement élevé de 80 %. En Pologne, la plus grande installation de ce type est une centrale électrique à accumulation par pompage près de Żarnowiec avec une capacité de plus de 700 MW.
- Production d'hydrogène ou de méthane - une forme chimique de stockage d'énergie. Ayant un excès d'électricité, ils peuvent être utilisés pour décomposer l'eau en oxygène et en hydrogène. Bien que l'hydrogène soit un excellent carburant, il présente un inconvénient majeur qui l'élimine de l'usage quotidien : il crée un mélange hautement explosif avec l'air. Pour cette raison, dans le processus suivant, également avec l'utilisation d'électricité, l'hydrogène est converti en méthane. Ce gaz bien connu peut également être utilisé dans une centrale électrique pour produire de l'électricité en cas de déficit. Le processus de conversion de l'électricité en méthane et vice versa est assez complexe, avec un rendement atteignant 50 %. Vérifiez également cet article sur les types de modules solaires.
Stockage d'énergie dans les batteries
L'indépendance hors réseau est tentante mais coûteuse
L'installation photovoltaïque en îlot est totalement indépendante du réseau électrique. Il n'est pas possible de transférer le surplus ou d'acheter la quantité manquante. Une application naturelle de ce type d'installation sont les zones non aménagées sans réseau électrique. En Pologne, il est difficile de trouver de telles friches et le photovoltaïque insulaire concerne plutôt des maisons d'été.
Quelle que soit la taille de votre installation hors réseau, le stockage d'énergie est absolument essentiel. Les panneaux solaires ne fonctionnent que lorsqu'ils sont exposés au soleil. La nuit, la production d'électricité cesse et les jours nuageux, elle est proche de zéro. La continuité de l'énergie ne peut être assurée que par le stockage local de l'énergie excédentaire.
Les prix des batteries photovoltaïques sont élevés, mais affichent une tendance à la baisse. Par exemple, le Tesla Power Wall coûte plus de 26 000 PLN, et ce n'est pas seulement une batterie, mais aussi un convertisseur et des appareils supplémentaires.
Sélection de batterie pour une installation photovoltaïque
Les accumulateurs d'énergie ont un type de fonctionnement particulier. Ils restent rarement complètement chargés et, en même temps, fonctionnent de manière cyclique. Les périodes de recharge dépendent des conditions météorologiques et les intervalles entre elles peuvent être de plusieurs jours.
Afin de prolonger la durée de vie de la batterie, une grande réserve de capacité doit être prise en compte. Il évitera ainsi des décharges importantes. La variabilité de l'intensité du rayonnement solaire nécessite de prendre en compte la réserve d'énergie appropriée pour couvrir la demande actuelle.
Les marques de batteries populaires incluent : Tesla, SMA, Mercedes Benz, Enphase. Ils se caractérisent par une efficacité élevée et une résistance à la décharge complète. Ils permettent l'expansion du stockage d'énergie. les fabricants offrent généralement une garantie de 10 ans pour eux.
Stockage d'énergie dans les installations en réseau
L'énergie excédentaire non utilisée pour les besoins actuels, provenant du photovoltaïque, peut être stockée dans le réseau dans le système on-grid. L'accord avec la compagnie d'énergie permet le transfert des excédents et leur collecte du réseau dans le délai de règlement de 12 mois. On peut dire que l'efficacité d'un tel entrepôt est de 80%, car c'est la quantité d'énergie pouvant être collectée.
C'est une disposition avantageuse et son seul inconvénient est la nécessité d'avoir un réseau électrique à proximité. Les meilleures batteries ont une efficacité de plus de 90 %, mais leur capacité n'est suffisante que pour deux ou trois jours. L'indépendance énergétique totale dans un système hors réseau est attrayante et les batteries photovoltaïques resteront certainement sur le marché.
