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RÉSUMÉ
Dans un paysage énergétique en profonde transformation, le stockage d’énergie devient un élément clé pour assurer une flexibilité d’énergie électrique en vue d’une utilisation massive des énergies renouvelables. Parmi les technologies disponibles, les batteries lithium‑ion occupent une place prépondérante. Elles sont aujourd’hui largement déployées dans les applications stationnaires, notamment.
Cet article présente les batteries dites "stationnaires" dans le contexte des évolutions du système énergétique. Après une introduction technique, allant de la cellule au système complet, plusieurs exemples d’applications industrielles sont décrits. Enfin, divers sujets transverses liés aux batteries stationnaires, dont la question de leur seconde vie, sont discutés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Aurélien HASCOAT : Docteur ingénieur de recherche - EDF R&D – Laboratoire des matériels électriques (LME), Moret-Loing et Orvanne, France
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Daniela CHRENKO : Maître de Conférences (HdR) - Université Marie et Louis Pasteur, UTBM, CNRS, institut FEMTO-ST, FCLAB, Belfort, France
INTRODUCTION
Le stockage d’énergie électrique par batterie dans des applications stationnaire constitue un élément clé pour absorber l’énergie électrique produite par les filières renouvelables. Il permet notamment de répondre à l’enjeu de synchronisation entre une production non pilotable et une consommation fluctuante, afin de garantir l’équilibre des réseaux électriques grâce à un large éventail de services. Cette fonction est d’autant plus essentielle dans le cas des microréseaux ou des réseaux isolés, tels que certains réseaux insulaires, où les batteries contribuent à accroître la pénétration des énergies renouvelables et à réduire la dépendance aux sources fossiles.
Parmi les technologies disponibles, les batteries lithium‑ion occupent une place prépondérante en raison de leurs performances et de leur grande flexibilité de dimensionnement (puissance, énergie, durée de service, cycle de vie, coût). Elles sont aujourd’hui largement déployées dans les applications stationnaires, ainsi que dans les secteurs de la mobilité, de l’électronique et de nombreux autres domaines.
Après un positionnement du stockage stationnaire dans l’infrastructure des stockages stationnaires et mobiles existants, les bases des batteries sont présentées avant de rentrer plus en détail dans la conception d’un système batterie avec les auxiliaires requis, ainsi que la supervision. Et suite à la présentation des exemples de l’utilisation des batteries dans les applications stationnaires, une discussion permet d’approfondir différents aspects des batteries, comme le besoin des ressources, les applications de deuxième vie ou le recyclage.
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MOTS-CLÉS
recyclage réseaux électriques intelligents stockage d'énergie applications stationnaires batteries lithium-ion seconde vie
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1. Positionnement du stockage stationnaire
« Le stockage d’énergie consiste à préserver une quantité d’énergie produite pour une utilisation ultérieure » . Du point de vue des acteurs du réseau électrique, le but du stockage d’énergie est de participer au principe d’équilibre instantané entre la production et la consommation de l’énergie électrique, de réduire les pertes et ainsi d’optimiser les coûts tout en garantissant une qualité du courant et une stabilité du réseau optimales.
Le stockage d’énergie [B 8 090] revêt cependant différentes formes. Dans le domaine de la mobilité, comme les voitures, mais aussi les véhicules poids lourds, véhicules hors route, trains, avions, bateaux…, il est nécessaire de stocker de l’énergie car le besoin énergétique est présent sur la majeure partie du trajet, tandis que l’énergie ne peut être ravitaillée dans la plupart des cas uniquement dans des endroits spécifiques (par exemple : station de service). La disponibilité et le besoin en énergie ne sont pas uniquement déphasés par rapport au lieu d’utilisation, mais aussi par rapport au temps.
Dans le domaine stationnaire, le stockage d’énergie électrique existe depuis de nombreuses décennies, sous forme de système de turbinage et pompage (STEP). Le besoin de stockage d’énergie électrique augmente constamment ces dernières années avec la montée en puissance de la production d’énergie renouvelable, productions non pilotables [B 8 100]. Ces énergies d’origines renouvelables sont intermittentes (pas d’énergie solaire la nuit). La part d’énergie d’origine renouvelable dans le système électrique...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - IFPEN - Le stockage d’énergie : accompagner le déploiement des énergies renouvelables. - Article consultable en ligne : http://urlr.me/ HuJ3ad
-
(2) - EUROPEAN COMMISSION - Key facts on energy storage. - Article consultable en ligne : https://urls.fr/uZ4lQO
-
(3) - INSEE-SDES - Consommation finale d’énergie par secteur. France – Tableau de bord de l’économie française. - Article consultable en ligne : https://urls.fr/yDwCxt
-
(4) - INSEE-SDES - Bilan énergétique de la France par type d’énergie en 2024. - Article consultable en ligne : https://www.insee.fr/fr/statistiques/2016345
-
(5) - IEA - World Energy Outlook 2024. - Paris (2024). PDF disponible en ligne : https://urls.fr/SSfpHl
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(6) - ESE - Energy...
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