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Le stockage d’énergie électrique est une technologie permettant d’équilibrer l’offre et la demande sur le réseau électrique. La forme de stockage d'énergie électrique ne consiste généralement pas à stocker directement « l'énergie électrique », mais à convertir d'abord l'énergie électrique en énergie cinétique, en énergie potentielle (de l'eau), en énergie chimique et en d'autres formes de stockage, puis à la reconvertir en énergie électrique lorsque cela est nécessaire.

Le stockage de l’énergie électrique en soi n’est pas une technologie émergente, mais d’un point de vue industriel, il vient tout juste d’émerger et en est à ses débuts. L’équilibre dynamique instantané des sources d’énergie et des charges du système électrique « rigide » traditionnel devient de plus en plus difficile à maintenir. À l'avenir, le système électrique devra avoir une « flexibilité » suffisante pour s'adapter à la nouvelle normalité d'une forte proportion d'énergies renouvelables. Dans ce processus de transformation, le stockage d’énergie est devenu l’une des technologies de support clés pour les futurs systèmes électriques à forte proportion d’énergies renouvelables en raison de sa capacité à séparer la production et la consommation d’électricité du temps et de l’espace.

1、Explication populaire

Technologie de stockage d'énergie électrique, une technologie de stockage d'énergie électrique. Dans le système électrique, la production et l’utilisation de l’électricité s’effectuent simultanément et la quantité est équilibrée. Mais la consommation d’électricité fluctue toujours et la possibilité d’une panne des équipements de production d’électricité doit également être prise en compte. Par conséquent, la capacité des équipements de production d’électricité mis en service dans le système est souvent supérieure à la consommation électrique, de sorte que l’excédent d’électricité peut être stocké pour être ajusté et utilisé lorsque l’électricité de secours augmente. Les méthodes de stockage d’énergie comprennent le stockage par pompage, le stockage par batterie, le stockage supraconducteur, le stockage par volant mécanique, le stockage par air comprimé, etc. Le stockage par pompage est le plus courant d’entre eux.

L'énergie stockée peut être utilisée comme énergie de secours, ainsi que pour stocker de l'énergie lors de faibles charges du réseau et produire de l'énergie lors de charges élevées du réseau pour l'écrêtage des pointes et le remplissage des vallées, réduisant ainsi les fluctuations du réseau.

Le stockage d’énergie est un élément essentiel des futurs systèmes électriques et est indispensable. Le stockage d'énergie peut permettre une application décalée de l'énergie, atténuer l'intermittence du vent et de la lumière et produire de l'électricité immédiatement. En rasant et en comblant les vallées, des revenus peuvent être générés. Le couplage en temps réel entre l'alimentation et la demande d'énergie peut être modifié en couplage temporel croisé, enrichissant les moyens d'équilibre de puissance, obtenant une application à haute densité et contrôlable d'énergie à faible densité et fluctuante, obtenant l'effet des sources d'énergie conventionnelles et devenant une source d'énergie hautement source d’énergie compétitive.

2、Introduction technique

Le stockage de l’énergie électrique fait référence au processus de stockage de l’énergie via un support ou un appareil et de sa libération en cas de besoin.

3. Petit stockage d'énergie et grand stockage d'énergie

Petit stockage d'énergie : Le stockage d'énergie à la fin du processus de consommation d'énergie, avec un petit volume, des exigences de sécurité élevées et une faible rentabilité, se concentre sur la miniaturisation et le développement de la sécurité et est populaire dans des domaines tels que les batteries de téléphones portables, les batteries de véhicules électriques et les secours. alimentations.

Grand stockage d'énergie : Stockage d'énergie orienté vers l'offre, avec un volume important et des exigences de performance en termes de coûts élevées, avec un accent sur l'évolution vers la rentabilité.

4. Méthodes de stockage d'énergie

4.1 Stockage d’énergie par batterie

Les batteries au plomb sont généralement utilisées dans des applications à haute puissance, principalement pour stocker l'énergie excédentaire dans les sources d'énergie de secours, les véhicules électriques et les centrales électriques. Les applications à faible consommation peuvent également utiliser des piles sèches rechargeables, telles que des piles nickel-hydrogène, des piles lithium-ion, etc.

Toute batterie à flux de vanadium est une batterie de stockage d'énergie à grande échelle qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique en modifiant l'état de valence des ions vanadium, stockant et libérant ainsi les forces générées par l'énergie éolienne ou solaire. Elle est communément appelée « banque d'alimentation » dans l'industrie. L'industrie des batteries au vanadium utilisée pour l'écrêtement des pointes des centrales électriques et le stockage de l'énergie éolienne dans les pays développés comme les États-Unis et le Japon se développe rapidement et la technologie est fondamentalement mature. Par rapport aux batteries au lithium, le plus grand avantage de toutes les batteries à flux de vanadium est qu'elles ne brûlent pas et n'explosent pas.

4.2 Stockage d'énergie par condensateur

Les condensateurs sont également des composants de stockage d'énergie, et leur énergie électrique stockée est proportionnelle au carré de leur propre capacité et de leur tension aux bornes : E=C * U * U/2. Le stockage capacitif d’énergie est facile à entretenir et ne nécessite pas de supraconducteurs. Un autre aspect important du stockage capacitif d’énergie est sa capacité à fournir une puissance instantanée élevée, ce qui le rend très adapté aux applications telles que les lasers et les lampes flash.

Les supercondensateurs, également appelés condensateurs électrochimiques, constituent un nouveau type de dispositif de stockage d'énergie qui se situe entre les condensateurs traditionnels et les batteries rechargeables. LeurLa structure est similaire à celle des batteries, comprenant principalement des électrodes doubles, des électrolytes, des collecteurs de courant et des isolateurs. Ils présentent des avantages tels qu'une densité de puissance élevée, une longue durée de vie, de bonnes performances à basse température, la sécurité, la fiabilité et le respect de l'environnement. Cependant, en raison de la faible tension de tenue diélectrique, il existe un courant de fuite, ce qui limite le temps de stockage et de maintien de l'énergie. À l'heure actuelle, les supercondensateurs sont principalement basés sur des condensateurs à double couche avec des interfaces électrodes de carbone poreuses/électrolyte, ou des quasi-condensateurs générés par des oxydes métalliques ou des polymères conducteurs pour réaliser le stockage d'énergie.

5. Scénarios d'application

5.1 Côté alimentation

Sortie fluide : Absorber les fluctuations de la production d’énergie renouvelable ou lisser la puissance de sortie de la production d’énergie renouvelable.

Suivi du plan de production d’électricité : Suivez la montée en puissance de la production d’énergie renouvelable pour soutenir la production d’énergie éolienne et solaire, en faisant d’elles une source d’énergie partiellement réglable et en améliorant leur contrôlabilité.

Dans une zone de production d'énergies renouvelables à forte pénétration, stocker l'excédent d'énergie éolienne et solaire pour réduire le gaspillage d'énergie et augmenter la pénétration et l'économie des énergies renouvelables.

L'énergie stockée peut être utilisée à tout moment comme réserve tournante pour la planification du réseau électrique, réduisant ainsi la quantité de sauvegarde pour la production d'électricité conventionnelle et améliorant son efficacité.

5.2 Côté transmission

Réduisez la pression sur les unités d'écrêtement de pointe et de régulation de fréquence, fournissez des services auxiliaires d'écrêtement de pointe et de régulation de fréquence pour le réseau électrique et payez en fonction de l'effet de régulation.

Les dispositifs de stockage d'énergie construits à différents endroits et sur plusieurs emplacements peuvent servir de services auxiliaires, optimiser le flux d'énergie, réduire ou résoudre la surcharge et la congestion des lignes et réduire les pertes de lignes et de réseaux.

Retarder la construction et l’exploitation de nouvelles lignes.

En cas de perturbation ou d'accident dans le réseau électrique, le stockage d'énergie peut être utilisé comme source d'énergie de régulation pour contribuer à améliorer les performances de sécurité et de stabilité du réseau électrique et augmenter la marge de fonctionnement sûr du réseau électrique. Il peut également être utilisé comme source d'alimentation de secours d'urgence ou comme source d'alimentation à démarrage noir pour le réseau électrique.

5.3 Côté distribution

Pour les micro-réseaux indépendants ou connectés au réseau, les dispositifs de stockage d’énergie deviennent un équipement indispensable pour maintenir le fonctionnement normal et stable du micro-réseau. Ils peuvent être utilisés pour ajuster la fréquence du micro-réseau, maintenir la stabilité de la fréquence pendant le processus de transition et être utilisés pour la gestion de l’énergie à long terme.

L'une des méthodes d'ajustement nécessaires pour les réseaux de distribution actifs consiste à améliorer la capacité du réseau de distribution à absorber les sources d'énergie distribuées et à garantir la qualité de l'énergie afin de garantir que le réseau de distribution fonctionne dans une plage sûre.

Les dispositifs mobiles de stockage d'énergie peuvent transporter rapidement les dispositifs de stockage d'énergie jusqu'à la zone de panne de courant et les connecter au réseau en cas de panne de courant régionale, afin de raccourcir le temps de panne et d'améliorer la fiabilité de l'alimentation électrique.

5.4 Côté utilisateur

Les utilisateurs peuvent utiliser des dispositifs de stockage d'énergie et les prix de l'électricité selon l'heure d'utilisation pour modifier leur durée et leurs méthodes d'utilisation de l'électricité, afin de réduire la charge de pointe et la charge de vallée, et de réduire les coûts de l'électricité.

Pour certains utilisateurs qui exigent une grande fiabilité, les conséquences d'une interruption de l'alimentation électrique sont extrêmement graves, nécessitant l'installation d'un certain nombre de dispositifs de stockage d'énergie comme sources d'alimentation de secours (ou sources d'alimentation sans interruption).

Lorsqu'un véhicule électrique est connecté au réseau électrique, il peut servir de dispositif de stockage d'énergie, utilisant la fonction V2G pour répondre à la demande et restituer l'énergie stockée à l'intérieur du véhicule électrique au réseau en cas de besoin.

Les systèmes de stockage d'énergie peuvent également être utilisés pour les systèmes de gestion de l'énergie dans les maisons et les bâtiments.