Les systèmes de stockage optique et de recharge constituent un nouveau type d'infrastructure énergétique qui combine la production d'énergie solaire,stockage d'Energieet la recharge des véhicules électriques. Ils peuvent fournir des services énergétiques propres et pratiques aux zones urbaines et rurales, en particulier aux régions où l’approvisionnement en électricité est insuffisant ou où les prix de l’électricité sont élevés. Cependant, les systèmes de stockage et de recharge optiques sont également confrontés à des défis tels que l'intermittence et l'incertitude de l'énergie solaire, le coût élevé et la faible efficacité du stockage d'énergie, ainsi que la coordination et la gestion de plusieurs sources et charges d'énergie.
Comment le stockage d’énergie peut aider
Le stockage d'énergie est un élément clé des systèmes de stockage optique et de recharge, car il peut aider à équilibrer l'offre et la demande d'électricité, à améliorer la fiabilité et la stabilité du système et à réduire les coûts d'exploitation et l'empreinte carbone du système.
Il existe différents types de technologies de stockage d'énergie qui peuvent être utilisées dans les systèmes de stockage optique et de charge, telles que :
Batteries: Ces appareils convertissent l'énergie chimique stockée en énergie électrique. Ils peuvent être utilisés à différentes échelles, du foyer au niveau du réseau, et sont devenus moins chers et plus efficaces ces dernières années. Ils peuvent fournir une réponse rapide et une puissance de sortie élevée pour les applications à court terme, telles que l'écrêtage des pointes, la régulation de fréquence et le contrôle de tension.
Hydro pompage: Cette méthode consiste à pomper de l'eau vers le haut en période de faible demande d'énergie et à la libérer via des turbines pour produire de l'électricité en période de forte demande. Il s’agit de la forme de stockage d’énergie la plus largement utilisée, notamment pour les applications à grande échelle. Il peut fournir un stockage à faible coût et à long terme pour les applications d'alimentation en masse, telles que le nivellement de charge, la réserve tournante et le démarrage à chaud.
Stockage d'énergie thermique: Cette technique consiste à stocker de la chaleur ou du froid dans des matériaux tels que l'eau, le sel fondu, la glace ou des matériaux à changement de phase. Il peut être utilisé pour chauffer ou refroidir des bâtiments ou des processus industriels, ou pour produire de l’électricité à l’aide de turbines à vapeur ou de moteurs thermiques. Cela peut améliorer l’utilisation de l’énergie solaire thermique et réduire la dépendance aux combustibles fossiles.
Stockage d'énergie mécanique: Cette approche exploite le mouvement ou la gravité pour stocker l’électricité. Les exemples incluent les volants d’inertie, l’air comprimé et les systèmes basés sur la gravité. Ces technologies peuvent apporter une réponse rapide et flexible aux fluctuations du réseau et aux problèmes de qualité de l’énergie.
Quels sont les défis destockage d'Energie
Si le stockage d’énergie peut offrir de nombreux avantages pour les systèmes de stockage optique et de chargement, il se heurte également à de nombreux défis. Certains d'entre eux incluent :
Coût: Les technologies de stockage d’énergie restent coûteuses par rapport aux centrales électriques conventionnelles basées sur les combustibles fossiles. Le coût du stockage d’énergie dépend de divers facteurs, tels que le type, la taille, l’emplacement et l’application de la technologie. Le coût actualisé du stockage (LCOS), qui mesure le coût moyen par unité d'électricité fournie par un système de stockage au cours de sa durée de vie, varie considérablement selon les technologies et les régions.
Performance: Les technologies de stockage d'énergie présentent des caractéristiques différentes en termes de capacité électrique, de capacité énergétique, d'efficacité, de durée de vie et d'impact environnemental. Ceux-ci affectent leur adéquation à différents objectifs et scénarios. Par exemple, les batteries ont des taux d’autodécharge élevés et une durée de vie limitée, tandis que l’hydroélectricité pompée a des besoins en terres et des impacts environnementaux élevés.
Fiabilité: Les technologies de stockage d'énergie doivent être suffisamment fiables pour répondre à la demande d'électricité dans les systèmes de stockage optique et de recharge, où les pannes de courant peuvent avoir de graves conséquences pour les clients et les entreprises. Cependant, la fiabilité du stockage d’énergie dépend de la disponibilité et de la qualité de la ressource solaire, ainsi que de la conception et du fonctionnement du système. Par exemple, une étude de Wang et al. ont découvert que le réglage dynamique des absorbeurs optiques dans les matériaux à changement de phase pourrait améliorer le taux de charge solaire thermique de plus de 270 % et tripler la quantité d'énergie thermique globale stockée.
Conclusion
Le stockage d'énergie joue un rôle important dans les systèmes de stockage optique et de recharge, car il peut contribuer à améliorer les performances et la rentabilité de la production d'énergie solaire et de la recharge des véhicules électriques. Cependant, le stockage de l’énergie est également confronté à de nombreux défis techniques, économiques et sociaux qui doivent être relevés. Par conséquent, une approche globale et intégrée est nécessaire, prenant en compte non seulement les technologies de stockage d’énergie, mais également d’autres facteurs tels que l’évaluation des ressources solaires, la conception et l’optimisation des systèmes, l’intégration et la réglementation du réseau, le comportement et la satisfaction des clients. De plus, le développement du stockage d’énergie doit être aligné sur les objectifs et les valeurs du développement durable.