Ce qu'il faut savoir sur les systèmes de stockage d'énergie (ESS)

Un système de stockage d'énergie domestique, également connu sous le nom de système de stockage d'énergie résidentiel ou simplement de système de batterie domestique, est une technologie qui permet aux propriétaires de stocker l'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables ou pendant les périodes de faible demande d'électricité et de l'utiliser en cas de besoin. Ces systèmes sont conçus pour offrir divers avantages aux propriétaires, notamment une plus grande indépendance énergétique, une réduction des factures d'électricité et une alimentation de secours en cas de panne.

Comment fonctionne un système de stockage d'énergie domestique typique :

• Dispositif de stockage d'énergie : L'élément central d'un système de stockage d'énergie domestique est le dispositif de stockage d'énergie, qui est souvent un bloc-batterie. Ces batteries peuvent être au lithium-ion, au lithium-polymère ou d'autres chimies conçues pour des applications résidentielles. La taille et la capacité de la batterie dépendent des besoins et des objectifs énergétiques du propriétaire.
• Intégration des énergies renouvelables : De nombreux propriétaires installent des panneaux solaires sur leur toit pour produire de l'électricité à partir de la lumière du soleil. Pendant les périodes d'ensoleillement, l'énergie excédentaire générée par les panneaux solaires peut être stockée dans le système de stockage d'énergie de la maison au lieu d'être renvoyée vers le réseau. Cette énergie stockée peut être utilisée la nuit ou par temps nuageux lorsque la production solaire est limitée.
• Connexion au réseau : Les systèmes de stockage d'énergie domestiques sont généralement connectés au réseau électrique. Cette connexion a deux objectifs principaux : D'une part, elle permet au système de prélever de l'électricité sur le réseau pendant les heures creuses, lorsque les prix de l'électricité sont plus bas, et de la stocker pour l'utiliser pendant les heures de pointe ou lorsque le réseau est en panne. Deuxièmement, elle permet aux propriétaires de vendre l'énergie excédentaire au réseau lorsque leur production d'énergie renouvelable dépasse leurs besoins immédiats, ce qui peut leur valoir des crédits ou une compensation de la part de leur compagnie d'électricité (facturation nette).
• Système de gestion de l'énergie : Un système de stockage d'énergie domestique est équipé d'un système de gestion de l'énergie qui contrôle le moment où le système se charge, se décharge ou interagit avec le réseau. Ce système est généralement automatisé et peut être programmé pour donner la priorité à différentes fonctions en fonction des préférences de l'utilisateur et des tarifs des services publics.
• Alimentation de secours : L'un des principaux avantages des systèmes de stockage d'énergie domestiques est leur capacité à fournir une alimentation de secours en cas de coupure de courant. En cas de coupure de courant, le système peut automatiquement basculer sur l'alimentation par batterie, ce qui permet aux appareils et systèmes essentiels de la maison de rester opérationnels.
• Économies d'énergie : Les propriétaires peuvent optimiser leur consommation d'électricité et réduire leurs factures d'électricité en utilisant l'énergie stockée pendant les périodes de pointe où les tarifs d'électricité sont plus élevés. Cela peut se traduire par des économies significatives au fil du temps.
• Avantages pour l'environnement : En utilisant l'énergie renouvelable stockée et en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles, les systèmes de stockage d'énergie domestique contribuent à réduire l'empreinte carbone et à lutter contre le changement climatique.
• Indépendance énergétique : Les propriétaires de maisons équipées de systèmes de stockage d'énergie acquièrent un certain degré d'indépendance énergétique. Ils sont moins dépendants des sources d'électricité extérieures et maîtrisent mieux leur consommation d'énergie.
• Surveillance et contrôle à distance : De nombreux systèmes de stockage d'énergie à domicile peuvent être surveillés et contrôlés à distance à l'aide d'applications pour smartphone ou d'interfaces web, ce qui permet aux propriétaires de suivre leur consommation d'énergie et les performances du système.

Les systèmes de stockage d'énergie à domicile deviennent de plus en plus populaires à mesure que l'adoption des énergies renouvelables augmente et que les réseaux électriques sont confrontés à des défis liés à la fiabilité et à la capacité. Ces systèmes permettent aux propriétaires de tirer le meilleur parti de leurs investissements dans les énergies renouvelables et de réduire leur impact sur l'environnement tout en maîtrisant mieux leur consommation d'énergie et leurs coûts.

Les systèmes de stockage d'énergie (SSE) se présentent sous différentes formes, chacune avec sa propre technologie et ses propres caractéristiques. Ces systèmes sont conçus pour stocker l'énergie en vue d'une utilisation ultérieure et sont essentiels pour équilibrer l'offre et la demande d'électricité, renforcer la stabilité du réseau et intégrer les sources d'énergie renouvelables dans le réseau électrique.

Différents types de systèmes de stockage d'énergie :

• Piles :
  • Piles au lithium-ion : Il s'agit du type de batterie le plus courant, utilisé dans un large éventail d'applications, de l'électronique portable aux véhicules électriques (VE) et au stockage d'énergie à l'échelle du réseau.
  • Batteries au plomb : Couramment utilisé dans les alimentations sans interruption (ASI), les systèmes d'alimentation de secours et certaines installations d'énergie renouvelable.
  • Batteries à flux : Ces batteries stockent l'énergie dans des électrolytes liquides et peuvent être mises à l'échelle pour des applications à grande échelle. Les types de batteries comprennent les batteries à flux redox au vanadium et les batteries à flux zinc-bromure.
  • Piles au sodium-soufre : Batteries à haute température pour le stockage de l'énergie dans les réseaux et l'intégration des énergies renouvelables.
• Stockage d'eau par pompage :
  • Le pompage-turbinage est une technologie mature qui consiste à pomper l'eau d'un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur lorsque l'électricité est disponible en excès, puis à la relâcher pour produire de l'électricité pendant les périodes de forte demande. Cette technologie est très efficace et largement utilisée pour le stockage de l'énergie dans les réseaux.
• Stockage de l'énergie thermique :
  • Stockage de chaleur sensible : L'énergie thermique est stockée en chauffant ou en refroidissant un matériau solide ou liquide, tel que des sels ou des roches en fusion, qui peut ensuite libérer de la chaleur pour produire de l'électricité en cas de besoin.
  • Stockage de chaleur latente : L'énergie est stockée ou libérée lors des changements de phase, tels que la fonte ou la congélation, d'un matériau (par exemple, la glace, la paraffine).
• Stockage d'énergie par air comprimé (CAES) :
  • L'air comprimé est stocké dans des cavernes ou des conteneurs souterrains et libéré pour produire de l'électricité en actionnant une turbine. Certains systèmes CAES utilisent le stockage de l'énergie thermique pour améliorer leur efficacité.
• Stockage d'énergie par volant d'inertie :
  • Les volants d'inertie stockent l'énergie en faisant tourner un rotor à grande vitesse. Lorsque l'on a besoin d'énergie, l'énergie cinétique du rotor est reconvertie en électricité. Les volants d'inertie offrent des temps de réponse rapides et sont utilisés dans des applications nécessitant une décharge d'énergie rapide.
• Stockage d'énergie à l'hydrogène :
  • L'hydrogène peut être produit par électrolyse ou par d'autres méthodes lorsque l'on dispose d'un excédent d'électricité, puis stocké en vue d'une utilisation ultérieure. Les piles à combustible peuvent convertir l'hydrogène stocké en électricité en cas de besoin.
• Stockage d'énergie magnétique supraconductrice (SMES) :
  • Les systèmes SMES stockent l'énergie dans le champ magnétique d'une bobine supraconductrice. Ils sont connus pour leur grande efficacité et leurs temps de réponse rapides, mais ils sont relativement coûteux.
• Ultracondensateurs (supercondensateurs) :
  • Les supercondensateurs stockent l'énergie de manière électrostatique, ce qui permet une décharge rapide de l'énergie et une densité de puissance élevée. Ils sont souvent utilisés en conjonction avec des batteries pour fournir de brèves pointes d'énergie.
• Stockage de l'énergie chimique :
  • Les systèmes de stockage chimique consistent à convertir l'énergie électrique en énergie chimique, telle que l'hydrogène ou les carburants synthétiques, qui peut être stockée et reconvertie ultérieurement en électricité par combustion ou au moyen de piles à combustible.
• Stockage d'énergie par gravité :
  • Cette technologie émergente utilise des masses lourdes, comme de gros blocs ou des poids, qui sont soulevées pour stocker l'énergie potentielle, puis abaissées pour la libérer et produire de l'électricité.

Différents systèmes sont mieux adaptés à diverses applications, du stockage résidentiel à petite échelle au stockage d'énergie à l'échelle du réseau et à l'alimentation de secours pour les infrastructures critiques. En outre, les progrès des technologies de stockage de l'énergie continuent d'élargir les possibilités d'intégration des énergies renouvelables, d'amélioration de la stabilité du réseau et de l'efficacité énergétique.