Stockage d’électricité : un nouveau système à base de batteries lithium-ion pour compenser l’intermittence des renouvelables

Des chercheurs de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg) ont développé, dans le cadre de leur projet Competence E [1], plusieurs installations pilotes de stockage d’énergie permettant de délivrer l’énergie produite par des installations renouvelables (cellules photovoltaïques et turbines éoliennes) en fonction de la demande, grâce à des batteries lithium-ion et à de l’électronique de puissance.

Ces installations pilotes génèrent de l’électricité grâce à des cellules photovoltaïques et à une petite turbine éolienne à entraînement direct pour la production hivernale, et permettent de la stocker dans les batteries lithium-ion pour la délivrer lorsque la demande en électricité le nécessite. Ainsi, grâce à ces batteries et à l’électronique de puissance située au coeur du système, l’installation peut se charger et se décharger en seulement deux heures, permettant un stockage temporaire d’électricité : lorsque la demande est faible, l’électricité produite par les cellules photovoltaïques et la turbine éolienne est stockée dans les batteries ; à l’inverse, lorsque la demande est importante, l’électricité produite par les installations renouvelables et celle qui est stockée dans les batteries sont injectées dans le réseau électrique. Ce système permet également de fournir de l’électricité la nuit, en chargeant les batteries pendant l’après-midi grâce au rayonnement solaire, puis en la déchargeant jusqu’au lendemain matin.

Les chercheurs du projet Competence E ont réalisé une étude du secteur des batteries lithium-ion au niveau mondial pendant deux ans, afin de sélectionner les cellules lithium-ion les plus adaptées à cette technologie de stockage stationnaire. La première phase de construction d’un prototype, situé sur le campus nord du KIT, se terminera fin 2012 ; l’installation possédera une puissance de 50 kW. Cette installation peut couvrir les besoins d’une exploitation industrielle de taille moyenne tout au long de l’année.

Le principal défi du projet réside dans la cohabitation de l’ensemble des composants de l’installation. Celle-ci ne peut être garantie que par une commande sûre et précise du système, afin d’assurer la performance des batteries tout au long de leur durée de vie et donc de garantir la rentabilité économique du système. Après une première phase de tests, des prototypes de plusieurs classes de puissance seront développés, aussi bien de plus petits systèmes répondant aux besoins des particuliers (consommation d’un foyer) que des systèmes plus puissants pour l’industrie. Malgré les coûts élevés des batteries lithium-ion, ce système de stockage serait adéquat en particulier pour les régions ne disposant pas d’un réseau de distribution d’électricité stable (îles, certaines régions d’Afrique). Lorsque les coûts de production diminueront, ce système pourrait être alors également rentable en Allemagne.

Le projet Competence E, développé par le KIT, a été lancé au 1er janvier 2011 et regroupe 26 départements dans des domaines aussi variés que la chimie, la science des matériaux, le génie des procédés, l’électrotechnique, le développement de produits, les systèmes pour véhicules, l’informatique et l’évaluation technologique. Il rassemble tous les projets menés au sein du KIT sur le stockage d’électricité pour des utilisations mobiles et stationnaires. Les plus récents développements du prototype de stockage d’électricité sont exposés lors du salon de Stuttgart (Bade-Wurtemberg) pour les batteries et technologies de stockage, qui a lieu du 8 au 10 octobre 2012.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Site internet du projet Competence E (en anglais) : http://www.competence-e.kit.edu/english/index.php
– Dr. Andreas Gutsch, coordinateur du projet Competence E, Institut technologique de Karlsruhe – tél. : +49 721 608-26844 – email : andreas.gutsch@kit.edu

 

Sources :

– « Mit Batterien und Wasserstoff die Netze stabilisieren », dépêche idw, communiqué de presse du KIT – 02/10/2012 – http://idw-online.de/pages/en/news499312
– « Sonnenstrom bei Tag und Nacht », communiqué de presse du KIT – 09/08/2012 – http://www.kit.edu/besuchen/pi_2012_11590.php

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/