Pour accompagner le mouvement de transition énergétique nationale, des solutions de stockage des énergies renouvelables deviennent de plus en plus indispensable. En effet, dans la majeur partie des cas la production énergétique basé sur une exploitation d’énergie renouvelable, se fait par intermittence.
Nécessité de stockage des énergies renouvelables
Dans la majeur partie des solutions de production énergétique basé sur l’exploitation d’énergie renouvelable, cette dernière est directement lié aux conditions extérieures. Prenons l’exemple d’une production d’électricité photovoltaïque, cette dernière est conditionné par la présence et l’influence du soleil. En effet, les panneaux photovoltaïque ne peuvent produire de l’électricité qu’a partir du moment ou les photons présent dans les rayons du soleil sollicite les électrons contenu dans le silicium.
De la même façon, dans le cas d’une production d’électricité éolienne, cette dernière n’est rendu possible que sous l’incidence du vent.
Dès lors, France PAC Environnement a identifié plusieurs solutions et innovations permettant de stocker l’énergie produite non consommé dès sa production.
Une augmentation des besoins de stockage des énergies renouvelables
La part des énergies renouvelables ne cesse d’augmenter en France comme dans la majorité des pays. Les différentes mesures incitatives mises en place par le gouvernement pour faciliter l’acquisition de solutions basées sur l’exploitation d’énergie renouvelable permettent de dynamiser les filières éoliennes et photovoltaïques. D’ailleurs aux vues des récentes mesures, tout est mis en place pour pousser les producteurs d’énergie renouvelables a consommer directement l’énergie produite pour leur besoin. En effet, il n’est plus pertinent de revendre l’énergie produite au travers d’un contrat d’obligation d’achat car le prix de rachat ne cesse de baisser.
Pourquoi opter pour une production photovoltaïque plutôt qu’éolienne ?
Les solutions photovoltaïques permettent de garantir une production plus stable et plus prévisible par rapport a une production d’électricité d’origine éolienne. De plus les éolienne souffre d’une problématique d’entretien lié à la présence de pièces mécanique sollicité en permanence. Enfin, dans le cadre d’une production d’électricité pour une habitation, l’éolien peut générer des nuisances sonores importantes.
Les solutions et alternatives pour stocker les énergies renouvelable
Le stockage de l’énergie solaire
Actuellement, nous pouvons trouver sur le marché des solutions pour le stockage de l’énergie photovoltaïque produite. Cependant, pour le moment c’est solutions ne semble pas viable pour 2 raisons majoritairement. Les différentes technologies mises en avant présentent un coût d’acquisition et investissement trop important pour permettre un déploiement systématique. D’autre part, la plus part du temps, ces technologie s’appuie sur des matériaux rares difficile a extraire de nos sols, voir rares. De plus les matériaux peuvent générer un impact environnemental important ce qui n’est pas concevable dans le cadre d’un projet a porté écologique basé sur l’exploitation d’énergie renouvelables.
Aujourd’hui, selon France PAC Environnement, il est nettement plus pertinent de s’appuyer sur les systèmes domotique pour contre balancer cette production d’énergie renouvelable. En effet, les systèmes domotique vont permettre de lisser les besoins énergétiques en fonction de la production. Ils vont permettre la mise en fonction des appareils les plus énergivores durant les pics de productions énergétiques.
Plus généralement, il existe des réseaux électriques intelligents qui permettent d’ajuster les pics de production d’énergie renouvelable avec la consommation. Mais la solution la plus prometteuse est le stockage des énergies renouvelables permettant un usage décalé avec la production. On parvient donc a utilisé l’énergie produite la journée par un panneau photovoltaïque pour éclairer nos rues la nuit.
Les fermes de batteries de stockage des énergies renouvelables
Ces solutions de stockage sont surement les plus répandues. La production d’énergie renouvelable sert directement a charger des batteries qui ne sont solliciter que lorsque la production dépasse les besoins. Ces batteries de stockage des énergies renouvelables peuvent ensuite alimenter le réseau durant les pics de consommation. Ces fermes de stockage permettent de réduire le coût du stockage en réunissant dans un même lieu plusieurs batteries de stockage.
Initialement, les batteries s’appuyaient sur les caractéristiques chimique du plomb, mais progressivement cette technologie est remplacé par les batteries de stockage des énergies renouvelables constitué de Lithium-Ion.
Les avantages et inconvénients de ces solutions de stockage
La technologie Lithium-Ion est connue, et suffisamment répandue pour apporter une efficacité et une souplesse d’utilisation. Bien souvent elles sont reliées a un réseau énergétique intelligent qui pallie a une production d’énergie renouvelable intermittente. Cependant, il est capital d’apporter ces solutions proches des lieux de production et de consommation pour ne pas perdre l’attrait d’une production énergétique décentralisé.
D’autres part, il est important de noter que la charge comme la décharge d’une batterie engendre des déperditions énergétiques. Ensuite, les batteries actuelles ne permettent qu’un nombre limité de cycle de charge et décharge entrainant des durées de vie de 4 à 5 ans pour les solutions de stockage des énergies renouvelables au plomb. De plus ces dernières sont très cher et ne sont pas recyclable. Cela profite donc a d’autres technologie comme les batteries Lithium-Ion qui sont la source de nombreux développements et innovations. D’ailleurs une alternative aux batteries de stockage des énergies renouvelables est développé à la Réunion toujours basé sur le principe de batteries électrochimiques avec une rentabilité et une capacité de stockage supérieur aux technologie Lithium-Ion.
Alternative à l’électrochimie pour le stockage des énergies renouvelables
De nombreuses alternative a un stockage électrochimique voient le jour, mais ces technologie posent la problématique du transport et de la centralisation énergétique. L’une des possibilités consiste a utiliser l’énergie renouvelable produite par les éoliennes ou le photovoltaïque afin de comprimer de l’air aux fins de stockage dans des réservoirs sous pression et ainsi le libérer en fonction des demandes et besoins énergétiques. Bien souvent ce sont des cavités naturelle qui sont utilisées pour stocker cet air comprimé. Ainsi cette technique permet d’améliorer la rentabilité tout en conservant l’aspect écologique du projet.
Les solutions basées sur l’hydrogène
Cette technologie consiste a transformer l’énergie renouvelable produite avec un électrolyseur en oxygène et hydrogène. Ces gaz sont ensuite conservé et mis sous pression dans des bonbonnes. Cette énergie est ensuite restituée soit directement soit sous forme de gaz ou plus simplement en permettant d’alimenter une pile à combustible.
Ces solutions présente plusieurs intérêts techniques et économiques. L’usage de cette technologie peut se faire sans limite de temps avec une très bonne rentabilité avec des pertes énergétiques limitée. Cette solution technique a déjà était déployé en lien avec une centrale solaire en Corse. Pour le moment le coût d’exploitation est encore trop élevé pour permettre un déploiement au niveau national.
La France profite de compétences qui permettent aujourd’hui le développement de nombreux prototypes innovants. Ces innovations sont accompagnées de réels efforts de la part du gouvernement et des collectivités permettant d’assoir la filière.
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