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Un système de stockage d'énergie domestique est un dispositif de stockage d'énergie à petite échelle, principalement destiné à un usage résidentiel. Il peut être considéré comme une « batterie domestique », offrant des avantages tels que la réduction des factures d'électricité et l'amélioration de l'autonomie et de la fiabilité de la consommation électrique. Il permet de stocker l'électricité pendant la journée et de la restituer la nuit ou pendant les périodes de hausse des prix de l'électricité.
Principe de base du stockage d'énergie domestique
Les fonctions principales des systèmes de stockage d'énergie domestique sont le stockage et la décharge de l'électricité. Lorsque l'électricité est suffisante et bon marché, par exemple lorsque la production d'énergie solaire est importante en journée, le système stocke l'excédent d'électricité ; et lorsque le soleil se couche, que les prix de l'électricité augmentent ou qu'une panne de courant survient, le système libère l'électricité stockée pour la consommation domestique. C'est une sorte de « banque d'énergie » : elle permet de déposer de l'argent (électricité) le jour et de le retirer la nuit.
Systèmes de stockage d'énergie domestique Ils sont souvent utilisés en association avec des systèmes solaires photovoltaïques pour créer un système « photovoltaïque + stockage d'énergie ». Les panneaux photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en électricité pendant la journée pour une utilisation domestique directe, et l'électricité restante est stockée dans le système de stockage d'énergie domestique. La nuit ou les jours de pluie, lorsque l'énergie solaire ne peut produire d'électricité, le système de stockage d'énergie peut restituer l'électricité stockée pendant la journée.
Composants du système de stockage d'énergie domestique
Un système complet de stockage d’énergie domestique se compose généralement des éléments suivants :
Bloc-batterie : Il s'agit du composant central du système, équivalent à l'« entrepôt d'énergie ». Actuellement, les types de batteries les plus couramment utilisés sont les batteries lithium-ion et les batteries lithium-fer-phosphate. Comparées aux autres batteries, les batteries au lithium présentent les avantages d'une densité énergétique élevée, d'une efficacité de charge et de décharge élevée et d'une longue durée de vie, ce qui les rend particulièrement adaptées au stockage d'énergie domestique.
Système de gestion de batterie (BMS) : Le système de gestion de batterie est comme le « serveur » du système. Il surveille l'état de chaque cellule en temps réel pour garantir un fonctionnement sûr et raisonnable de la batterie. Le BMS prévient les surcharges et les décharges excessives de la batterie et prolonge sa durée de vie.
Onduleur : La batterie du système de stockage d'énergie Le courant continu est stocké, tandis que les appareils électroménagers utilisent du courant alternatif. Un onduleur est donc nécessaire pour convertir le courant continu en courant alternatif. L'onduleur est non seulement responsable de la conversion du courant, mais peut également contrôler le flux d'énergie électrique, un élément important du système.
Système de gestion de l'énergie (SGE) : Le SGE est responsable de la coordination du fonctionnement de l'ensemble du système, ce qui équivaut au « cerveau ». Il ajuste intelligemment le comportement de charge et de décharge du système de stockage d'énergie en fonction de facteurs tels que la demande d'électricité, le prix de l'électricité et les conditions météorologiques, afin de garantir l'efficacité et la rentabilité du système.
Unité de communication et de contrôle : Le système de stockage d'énergie résidentiel est également équipé de divers capteurs et modules de communication, qui peuvent être liés au téléphone portable ou à l'ordinateur de l'utilisateur pour afficher des informations telles que la consommation d'énergie, la consommation d'énergie et les prix de l'électricité en temps réel, permettant aux utilisateurs de surveiller et de gérer facilement leurs propres systèmes électriques.
Fonctions et avantages des systèmes de stockage d'énergie domestique
Économies sur la facture d'électricité : En stockant l'électricité lorsque les prix sont bas et en l'utilisant lorsque les prix sont élevés, les factures d'électricité des ménages peuvent être considérablement réduites. C'est un peu comme acheter des produits en promotion au supermarché et les consommer quand on en a besoin.
Augmenter l'autosuffisance électrique : Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec un système solaire photovoltaïque, il peut réduire la dépendance au réseau électrique, en particulier dans les ménages ayant une forte demande en électricité, en générant et en utilisant l'électricité pour leur propre usage, ils peuvent obtenir l'effet d'« autosuffisance ».
Amélioration de la fiabilité de l'alimentation électrique : en cas de panne du réseau électrique, le système de stockage d'énergie peut servir de source d'alimentation de secours pour répondre aux besoins électriques de base du foyer. Par exemple, en cas de panne de courant, les équipements essentiels tels que les réfrigérateurs, les éclairages et les ordinateurs peuvent continuer à fonctionner normalement.
Respectueux de l’environnement : en utilisant efficacement les énergies renouvelables telles que l’énergie solaire et en réduisant l’utilisation des énergies fossiles, il contribue à réduire les émissions de carbone et la pollution de l’environnement.
Scénarios d'application du stockage d'énergie domestique
Ménages urbains : Dans certains pays et régions où les coûts d'électricité sont élevés, les systèmes de stockage d'énergie domestique peuvent être utilisés en conjonction avec l'énergie solaire photovoltaïque pour permettre aux utilisateurs de réaliser d'importantes économies d'électricité. De plus, dans les villes dotées d'une meilleure infrastructure de réseau, le stockage d'énergie domestique peut également contribuer à l'écrêtement des pointes et au comblement des creux, optimisant ainsi l'efficacité globale de la consommation d'électricité.
Zones isolées ou zones de réseau électrique indépendant : Dans certaines zones isolées, en raison d'une couverture réseau insuffisante, des pannes de courant ou des prix élevés de l'électricité sont fréquents. Dans ces zones, les systèmes de stockage d'énergie domestique peuvent former des microréseaux, associés à la production d'électricité photovoltaïque, pour assurer l'approvisionnement électrique de base.
Alimentation de secours : Dans certaines zones exposées aux catastrophes naturelles, comme les zones où les tremblements de terre et les ouragans sont fréquents, les systèmes de stockage d'énergie domestique peuvent être utilisés comme alimentation de secours pour garantir l'utilisation de base de l'électricité domestique en cas d'urgence.
Tendance du développement du stockage d'énergie domestique
Avec l'avancée des nouvelles technologies énergétiques et la réduction du coût des batteries, les systèmes de stockage d'énergie domestique se développent rapidement. À l'avenir, les tendances de développement du stockage d'énergie domestique porteront principalement sur les aspects suivants :
Progrès technologiques des batteries : Grâce aux progrès technologiques des batteries au lithium, leur densité énergétique et leur sécurité s'améliorent constamment, tandis que leur coût diminue. Cela signifie que les systèmes de stockage d'énergie domestique deviendront de plus en plus économiques et auront une durée de vie plus longue.
Contrôle intelligent : À l'avenir, les systèmes de stockage d'énergie domestique seront plus intelligents, utilisant des technologies telles que le big data et l'intelligence artificielle pour optimiser davantage la gestion de l'énergie. Par exemple, en prédisant les conditions météorologiques et les habitudes de consommation des utilisateurs, le système pourra mieux ajuster la stratégie de charge et de décharge pour améliorer encore l'efficacité.
Conception modulaire et portable : Afin de répondre aux besoins des différents utilisateurs, de plus en plus de systèmes de stockage d'énergie domestique adoptent une conception modulaire. Les utilisateurs peuvent configurer la capacité de la batterie en fonction de leurs besoins en électricité. De plus, certains produits de stockage d'énergie portables gagnent en popularité, comme les petits dispositifs de stockage d'énergie pour le camping ou les activités de plein air.
Intégration aux systèmes de domotique : À l'avenir, les systèmes de stockage d'énergie domestique pourraient être intégrés aux maisons intelligentes et reliés aux appareils électroménagers, aux véhicules électriques et autres appareils connectés, pour former un réseau énergétique plus efficace et intelligent. Par exemple, lorsque les prix de l'électricité sont bas, le système recharge automatiquement les véhicules électriques ; lorsque les prix sont élevés, l'électricité stockée peut être utilisée en priorité.
Les défis du développement
Bien que les systèmes de stockage d’énergie domestique offrent de vastes perspectives d’application, ils sont encore confrontés à certains défis :
Coût initial élevé : Bien que le coût des batteries diminue d'année en année, le coût initial d'installation des systèmes de stockage d'énergie domestiques reste élevé. Pour les particuliers, il s'agit d'un investissement considérable.
Soutien politique insuffisant : Dans certains pays et régions, la promotion des systèmes de stockage d’énergie nécessite encore un soutien politique gouvernemental, tel que l’octroi de subventions à l’installation, d’exonérations fiscales et d’autres mesures visant à encourager davantage de ménages à installer des systèmes de stockage d’énergie domestique.
Questions de sécurité et de durée de vie : La sécurité des batteries a toujours été au cœur des préoccupations. Les batteries destinées aux systèmes de stockage d'énergie domestique doivent répondre à des normes de sécurité strictes, et l'atténuation de leurs performances après une utilisation prolongée doit également être prise en compte.
Résumé
Les systèmes de stockage d'énergie domestique régulent la consommation électrique domestique par « charge » et « décharge », réduisant ainsi efficacement les factures d'électricité et améliorant l'autonomie et la stabilité de la consommation. Le système est principalement composé de batteries, d'onduleurs, de BMS, de systèmes de gestion de l'énergie (EMS) et d'autres composants. Il peut être utilisé en conjonction avec systèmes solaires photovoltaïques ou comme alimentation de secours indépendante.