Alors que la part des nouvelles énergies ne cesse de croître, les énergies renouvelables telles que l'éolien et le photovoltaïque, en raison de leur caractère intermittent et volatile, posent d'importants défis à la stabilité des réseaux électriques traditionnels. De nouvelles applications pour les systèmes électriques ont ainsi émergé. Afin de garantir un fonctionnement sûr, stable et efficace du système électrique, le stockage d'énergie est devenu l'une des technologies clés de ce nouveau système. Le stockage d'énergie permet non seulement de réduire les pointes de consommation et de combler les creux de consommation, d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie électrique, mais aussi d'améliorer la capacité d'absorption de nouvelles énergies, de favoriser la régulation de la fréquence et des pointes de consommation du réseau électrique, et même de participer aux transactions sur le marché de l'électricité, apportant ainsi un soutien essentiel à la construction d'un système énergétique plus flexible, intelligent et durable.
Composants de base du système de stockage d'énergie
Unité de stockage d'énergie (équipement principal) : responsable du stockage et de la restitution de l'énergie électrique, équivalent à un « entrepôt d'énergie ». Types courants : Stockage électrochimique d'énergie : batterie lithium-ion (phosphate de fer lithium, lithium ternaire), batterie sodium-ion, batterie à flux liquide tout vanadium, etc. Stockage par pompage, stockage d'énergie par air comprimé, stockage d'énergie par volant d'inertie. Stockage d'énergie thermique : stockage d'énergie par sels fondus, stockage d'énergie par matériaux à changement de phase, etc. Parmi elles, les batteries lithium-ion sont devenues la technologie de stockage d'énergie dominante en raison de leur densité énergétique élevée, de leur vitesse de réponse rapide et de leur forte adaptabilité.
Convertisseur de stockage d'énergie (PCS) : il assure la conversion de l'énergie électrique, en convertissant le courant alternatif (CA) en courant continu (CC) pour le stockage, ou en inversant le CC en CA pour le raccordement au réseau. Il contrôle la charge et la décharge de la batterie pour garantir le bon fonctionnement du système. Il participe à la régulation de la fréquence et des pics de tension du réseau, et fournit des services auxiliaires tels que la compensation de puissance réactive.
Le système de gestion de l'énergie (EMS) est responsable du contrôle coordonné de l'ensemble de l'énergie. système de stockage d'énergie, équivalent du « cerveau ». Surveillance en temps réel de l'état de la batterie (état de charge, état de santé, etc.) pour optimiser les stratégies de charge et de décharge. Analyse des prix et de la demande d'électricité pour élaborer un plan de planification énergétique optimal. Utilisation d'algorithmes d'IA pour prédire la demande de charge et améliorer l'efficacité opérationnelle du système.
Système de gestion de batterie (BMS) : gère les cellules et les modules de batterie pour garantir un fonctionnement sûr. Il est principalement chargé de surveiller la température, la tension et le courant de la batterie afin d'éviter les surcharges et les décharges excessives. Il équilibre chaque module de batterie pour prolonger sa durée de vie. Il émet des alertes de panne pour prévenir les emballements thermiques et les incendies.
Transformateur et système de distribution : Connecter le système de stockage d'énergie au réseau électrique pour assurer une transmission sûre et efficace de l’électricité.