Un système de stockage d’énergie par batterie, communément appelé BESS, utilise des batteries de batteries rechargeables pour stocker l’excès d’électricité du réseau ou de sources renouvelables pour une utilisation ultérieure.À mesure que les technologies des énergies renouvelables et des réseaux intelligents progressent, les systèmes BESS jouent un rôle de plus en plus vital dans la stabilisation de l’approvisionnement en électricité et dans la maximisation de la valeur de l’énergie verte.Alors, comment fonctionnent exactement ces systèmes ?
Étape 1 : Banque de batteries
La base de tout BESS est le support de stockage d’énergie : les batteries.Plusieurs modules de batterie ou « cellules » sont câblés ensemble pour former un « banc de batteries » qui fournit la capacité de stockage requise.Les cellules les plus couramment utilisées sont les cellules lithium-ion en raison de leur densité de puissance élevée, de leur longue durée de vie et de leur capacité de charge rapide.D'autres produits chimiques comme les batteries au plomb et à flux sont également utilisés dans certaines applications.
Étape 2 : Système de conversion de puissance
Le parc de batteries se connecte au réseau électrique via un système de conversion d’énergie ou PCS.Le PCS se compose de composants électroniques de puissance comme un onduleur, un convertisseur et des filtres qui permettent à l'énergie de circuler dans les deux sens entre la batterie et le réseau.L'onduleur convertit le courant continu (CC) de la batterie en courant alternatif (AC) utilisé par le réseau, et le convertisseur fait l'inverse pour charger la batterie.
Étape 3 : Système de gestion de la batterie
Un système de gestion de batterie, ou BMS, surveille et contrôle chaque cellule de batterie individuelle au sein du parc de batteries.Le BMS équilibre les cellules, régule la tension et le courant pendant la charge et la décharge et protège contre les dommages dus à une surcharge, une surintensité ou une décharge profonde.Il surveille les paramètres clés tels que la tension, le courant et la température pour optimiser les performances et la durée de vie de la batterie.
Étape 4 : Système de refroidissement
Un système de refroidissement élimine l'excès de chaleur des batteries pendant le fonctionnement.Ceci est essentiel pour maintenir les cellules dans leur plage de température optimale et maximiser leur durée de vie.Les types de refroidissement les plus couramment utilisés sont le refroidissement liquide (en faisant circuler le liquide de refroidissement à travers des plaques en contact avec les batteries) et le refroidissement par air (en utilisant des ventilateurs pour forcer l'air à travers les boîtiers des batteries).
Étape 5 : Fonctionnement
Pendant les périodes de faible demande d'électricité ou de production élevée d'énergie renouvelable, le BESS absorbe l'énergie excédentaire via le système de conversion d'énergie et la stocke dans le parc de batteries.Lorsque la demande est élevée ou que les énergies renouvelables ne sont pas disponibles, l’énergie stockée est renvoyée vers le réseau via l’onduleur.Cela permet au BESS de « décaler dans le temps » l'énergie renouvelable intermittente, de stabiliser la fréquence et la tension du réseau et de fournir une alimentation de secours en cas de panne.
Le système de gestion de la batterie surveille l'état de charge de chaque cellule et contrôle le taux de charge et de décharge pour éviter la surcharge, la surchauffe et la décharge profonde des batteries, prolongeant ainsi leur durée de vie utile.Et le système de refroidissement veille à maintenir la température globale de la batterie dans une plage de fonctionnement sûre.
En résumé, un système de stockage d’énergie par batterie exploite les batteries, les composants électroniques de puissance, les commandes intelligentes et la gestion thermique de manière intégrée pour stocker l’électricité excédentaire et décharger l’énergie à la demande.Cela permet à la technologie BESS de maximiser la valeur des sources d’énergie renouvelables, de rendre les réseaux électriques plus efficaces et durables et de soutenir la transition vers un avenir énergétique à faibles émissions de carbone.
Avec l’essor des sources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire et éolienne, les systèmes de stockage d’énergie par batterie à grande échelle (BESS) jouent un rôle de plus en plus important dans la stabilisation des réseaux électriques.Un système de stockage d’énergie par batterie utilise des batteries rechargeables pour stocker l’excès d’électricité du réseau ou provenant d’énergies renouvelables et restituer cette énergie en cas de besoin.La technologie BESS permet de maximiser l’utilisation des énergies renouvelables intermittentes et d’améliorer la fiabilité, l’efficacité et la durabilité globales du réseau.
Un BESS se compose généralement de plusieurs composants :
1) Banques de batteries constituées de plusieurs modules ou cellules de batterie pour fournir la capacité de stockage d’énergie requise.Les batteries lithium-ion sont les plus couramment utilisées en raison de leur densité de puissance élevée, de leur longue durée de vie et de leurs capacités de charge rapide.D’autres produits chimiques comme les batteries au plomb et à flux sont également utilisés.
2) Système de conversion de puissance (PCS) qui connecte le parc de batteries au réseau électrique.Le PCS se compose d’un onduleur, d’un convertisseur et d’autres équipements de contrôle qui permettent à l’énergie de circuler dans les deux sens entre la batterie et le réseau.
3) Système de gestion de batterie (BMS) qui surveille et contrôle l'état et les performances de chaque cellule de batterie.Le BMS équilibre les cellules, les protège contre les dommages dus à une surcharge ou à une décharge profonde et surveille des paramètres tels que la tension, le courant et la température.
4) Système de refroidissement qui élimine l'excès de chaleur des batteries.Un refroidissement liquide ou par air est utilisé pour maintenir les batteries dans leur plage de température de fonctionnement optimale et maximiser leur durée de vie.
5) Boîtier ou conteneur qui protège et sécurise l’ensemble du système de batterie.Les boîtiers de batterie extérieurs doivent être résistants aux intempéries et capables de résister à des températures extrêmes.
Les principales fonctions d'un BESS sont les suivantes :
• Absorber l'excédent d'électricité du réseau pendant les périodes de faible demande et le libérer lorsque la demande est élevée.Cela aide à stabiliser les fluctuations de tension et de fréquence.
• Stockez l'énergie renouvelable provenant de sources telles que les parcs solaires photovoltaïques et éoliens à production variable et intermittente, puis fournissez cette énergie stockée lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas.Cela permet de déplacer l'énergie renouvelable au moment où elle est le plus nécessaire.
• Fournir une alimentation de secours en cas de pannes ou de pannes du réseau pour maintenir le fonctionnement des infrastructures critiques, en mode insulaire ou connecté au réseau.
• Participer aux programmes de réponse à la demande et de services auxiliaires en augmentant ou en diminuant la production d'électricité à la demande, en fournissant une régulation de fréquence et d'autres services de réseau.
En conclusion, alors que la part des énergies renouvelables dans les réseaux électriques du monde entier continue de croître, les systèmes de stockage d’énergie par batterie à grande échelle joueront un rôle indispensable pour rendre cette énergie propre fiable et disponible 24 heures sur 24.La technologie BESS contribuera à maximiser la valeur des énergies renouvelables, à stabiliser les réseaux électriques et à soutenir la transition vers un avenir énergétique plus durable et à faibles émissions de carbone.
Heure de publication : 07 juillet 2023
