Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) révolutionnent la façon dont nous consommons l'énergie, offrant de nombreusesof avantages, notamment une consommation d'énergie intelligente, une réduction des coûts, une résilience, une conservation des ressources et une efficacité environnementale.
BESS est disponible en différentes tailles, allant des unités domestiques compactes aux systèmes à grande échelle destinés aux services publics et aux industries du monde entier.Ces systèmes diffèrent cependant en fonction de l’électrochimie ou de la technologie de batterie qu’ils utilisent.Dans cet article, nous examinerons les principaux types de batteries BESS et les opportunités qu'elles présentent pour les solutions de stockage d'énergie.
Batteries lithium-ion (Li-Ion)
Selon un rapport de 2020 de l'Energy Information Administration (EIA) des États-Unis, plus de 90 % des systèmes de stockage d'énergie par batterie à grande échelle aux États-Unis reposaient sur des batteries lithium-ion.Les statistiques mondiales font écho à cette tendance.Ce type de batterie rechargeable est omniprésent dans les véhicules électriques, les appareils électroniques grand public et les appareils portables tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes et les appareils photo.Les batteries lithium-ion englobent diverses substances chimiques, notamment l'oxyde de lithium-cobalt, l'oxyde de lithium-manganèse, le lithium-phosphate de fer et l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC), entre autres.
Les avantages des batteries Li-ion sont nombreux, ce qui en fait une technologie leader en matière de stockage d’énergie.Ces batteries sont légères, compactes, offrent une capacité et une densité énergétique élevées, nécessitent un entretien minimal et présentent une longue durée de vie.De plus, ils se chargent rapidement et ont de faibles taux d’autodécharge.Cependant, leurs inconvénients incluent un coût relativement élevé, une inflammabilité et une sensibilité aux températures extrêmes, à la surcharge et à la décharge excessive.
Batteries au plomb (PbA)
Les batteries au plomb représentent l’une des technologies de batteries les plus anciennes et les plus rentables disponibles.Ils sont largement utilisés dans les applications automobiles, industrielles et les systèmes de stockage d'énergie.Notamment, ces batteries sont hautement recyclables et fonctionnent efficacement dans des environnements à haute et basse température.Les batteries au plomb-acide à régulation par valve (VRLA), une variante moderne, surpassent leurs prédécesseurs avec une durée de vie prolongée, une capacité accrue et une maintenance simplifiée.Cependant, une charge lente, un poids élevé et une densité énergétique plus faible constituent les principales limites de cette technologie.
Piles au nickel-cadmium (Ni-Cd)
Les batteries Ni-Cd occupaient une place importante dans l'électronique portable jusqu'à l'avènement des batteries Li-ion.Ces batteries offrent une polyvalence avec de nombreuses configurations, un prix abordable, une facilité de transport et de stockage et une résilience aux basses températures.Néanmoins, ils sont à la traîne de leurs concurrents en termes de densité énergétique, de taux d’autodécharge et de recyclabilité.Les batteries nickel-hydrure métallique (Ni-MH), partageant l'oxyde d'hydroxyde de nickel (NiO(OH)) en tant que composant avec la technologie Ni-Cd, offrent des fonctionnalités supérieures telles qu'une capacité et une densité énergétique accrues.
Piles sodium-soufre (Na-S)
Les batteries sodium-soufre utilisent du sel fondu, ce qui en fait une technologie rentable.Ces batteries excellent en termes de densité d'énergie et de puissance, de longévité et de fonctionnement stable dans des conditions extrêmes.Cependant, leur applicabilité est limitée en raison de l'exigence de températures de fonctionnement élevées (pas moins de 300 ℃) et de la susceptibilité à la corrosion.Le sodium, un composant crucial, pose des problèmes de sécurité car il est hautement inflammable et explosif.Malgré ces défis, les batteries sodium-soufre s’avèrent idéales pour le stockage d’énergie autonome intégré à des sources d’énergie renouvelables.
Batteries à flux
Contrairement aux batteries rechargeables conventionnelles qui stockent l’énergie dans des matériaux d’électrodes solides, les batteries à flux stockent l’énergie dans des solutions électrolytiques liquides.Le type le plus répandu est la batterie redox au vanadium (VRB), avec d'autres variantes, notamment les produits chimiques zinc-brome, zinc-fer et fer-chrome.Les batteries Flow offrent un ensemble unique d'avantages, notamment une durée de vie exceptionnellement longue (jusqu'à 30 ans), une évolutivité élevée, des temps de réponse rapides et un faible risque d'incendie grâce à leurs électrolytes non inflammables.Ces caractéristiques ont assuré aux batteries à flux une part de marché significative dans les systèmes de stockage d’énergie en réseau et hors réseau, en particulier dans les applications à grande échelle.
Avec ces technologies de batteries, le paysage énergétique se transforme, offrant diverses solutions pour répondre aux différents besoins des industries et des secteurs.À mesure que la technologie continue d’évoluer, le rôle des systèmes de stockage d’énergie par batterie ne fera que devenir plus crucial dans l’élaboration de notre avenir énergétique.
Heure de publication : 28 août 2023