Associer le stockage d’energie au photovoltaïque à concentration

Maxwell Technologies et Soitec ont annoncé leur décision de collaborer dans le cadre d’un programme financé par la Commission de l’énergie de Californie (CEC) visant à faire valoir les avantages en termes de coûts et de performance d’un système de stockage d’énergie associé à la technologie photovoltaïque à concentration (CPV).

Maxwell a signé un contrat de 1,39 million de dollars avec le programme R&D de la CEC pour financer la conception d’un système de stockage d’énergie à base de condensateurs à haute capacité et son intégration au système CPV de Soitec situé sur le campus de l’université de Californie à San Diego (UCSD) ainsi que sur le site de Soitec dans le sud de la Californie.

Soitec précise que ces systèmes intégrés bénéficieront d’avancées technologiques, dont les prévisions d’ensoleillement et la gestion prédictive de l’énergie, afin de maximiser les avantages liés à l’intégration du stockage d’énergie à base de condensateurs à haute capacité.

Le projet a débuté en Juin 2013 et s’achèvera en mars 2015. Les performances de ces systèmes intégrés feront l’objet d’une évaluation indépendante réalisée par BEW Engineering dans le cadre d’un contrat de sous-traitance conclu avec Maxwell.

« Ce système innovant de stockage d’énergie qui combine des condensateurs à haute capacité à la technologie CPV de Soitec, déjà exploitée sur notre campus, complète de manière très appropriée le micro-réseau de l’Université de San Diego. Il diversifie de manière inédite notre capacité existante de stockage d’énergie », a déclaré Byron Washom, Directeur des Initiatives Stratégiques de l’Université de Californie de San Diego (UCSD).

« Pour que la Californie puisse atteindre son objectif de 33 % d’énergies renouvelables en 2020, il est indispensable d’investir dans la recherche en matière d’énergie solaire », a déclaré Robert B. Weisenmiller, Président de la Commission de l’énergie de Californie. « Ce projet innovant qui associe stockage d’énergie et technologie photovoltaïque à concentration peut participer à l’augmentation de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique de notre État, à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à la création d’un réseau électrique plus fiable ».

Les nouveaux systèmes CPV Concentrix de Soitec incorporent des modules qui présentent un rendement énergétique de l’ordre de 30 %, soit 2 à 3 fois celui des technologies photovoltaïques classiques. La technologie CPV convertit directement la lumière du soleil en électricité propre grâce à l’utilisation d’optiques à concentration et de cellules solaires à haut rendement.

Les condensateurs à haute capacité sont des dispositifs de stockage d’énergie qui se chargent très rapidement à partir de toute source d’électricité. Ils déchargent sur demande l’énergie emmagasinée. Associés à un système photovoltaïque, leur rôle est de servir de réserve d’énergie électrique pour atténuer les variations de la production d’énergie solaire.

Ce complément de la production d’un système CPV à haut rendement a pour objectif de réduire la demande exercée sur le réseau électrique pour combler les « creux » solaires de courte durée et maintenir la production d’électricité des centrales. Outre le lissage des variations de production de telles centrales solaires, les systèmes associant des condensateurs à haute capacité et des modules CPV auront un impact positif pour les clients des compagnies d’électricité en réduisant les investissements en capacités de production pour faire face aux pics de consommation ponctuels.

Contrairement aux batteries qui produisent et stockent de l’énergie au moyen d’une réaction chimique, les condensateurs à haute capacité stockent l’énergie dans un champ électrique. Ce mécanisme de stockage d’énergie électrostatique permet aux condensateurs à haute capacité de se charger et décharger en seulement quelques fractions de seconde, d’afficher des performances homogènes dans une large plage de température (de -40 à +65°C) et de fonctionner de façon fiable jusqu’à 1 million de cycles de chargement / déchargement, voire davantage.

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Luis

¤ Dans le cas présent, avec les supercondensateurs, ce n’est pas du stockage mais du lissage de la production. Une régulation qui se fait déjà avec des batteries lithium, pour une plus grande autonomie (un quart d’heure plein pot, en cas d’éclipse totale de soleil). En Allemagne, depuis que la production d’électricité photovoltaïque coûte moins cher que l’achat d’électricité auprès des grands distributeurs (parité réseau dépassée), l’autoconsommation présente un intérêt pour tout le monde (autoproducteur, réseaux, EEG) sauf pour les gros industriels. Maintenant, les systèmes avec batterie lithium commencent à se répandre et ils feront l’objet de nombreuses présentations au cours des prochaines expositions professionnelles dans ce domaine (Intersolar …). Cela permet de stocker les excédents d’électricité solaire de la journée pour les consommer du soir au lendemain matin. La solution est déjà économique en Allemagne, en se basant sur la durée de vie des différents équipements. Si l’investissement est plus élevé avec du lithium qu’avec du plomb, le nombre de cycles quotidiens est bien plus important avec le lithium qu’avec le plomb. Nota : les batteries de démarrage (au plomb) des voitures ne conviennent pas du tout à ce genre d’application.

Tech

ne pas opposer super condensateurs et batteries, ils sont juste complémentaires et les solutions les meilleures seont hybrides pour tirer avantage des deux!

Guydegif(91)

Comme autre piste pour du stockage d’élec. produite par EnR aléatoire comme PV ou éolien, la piste VGV: On peut, certes, stocker un peu de H2 produit par électrolyse des EnR aléatoires, dans des piles à combustibles mobiles ou stationnaires et restituer l’électricité à la demande: donc ça c’est une piste, mais encore limitée. Stocker le H2 en tant que gaz seul pose le pb de l’explosibilité qd en contact avec O2, donc qd fuites, donc prohibé en tant que tel. La solution de la Méthanation évoquée dans l’article du lien, (sans être nommée comme telle), est une solution dont j’avais déjà entendu parler. C’est en fait une très bonne double-solution: combinaison du H2 produit par électrolyse des EnR_aléatoires (en hrs creuses surtout) ET du CO2 présent, soit produit dans le process de Méthanisation (55 à 60% méthane + 30 à 35% CO2 + qqs saloperies dt H2S,…), soit résultant d’un process à fort GES (cimenteries, sidérurgie, autres…). Double solution car on stocke de l’énergie élec et on élimine du CO2 !!! Voir Méthanation ds Wiképédia. ==> Il faudrait donc associer du PV et des éoliennes à tout projet de Centrale de Méthanisation, prévoir une installation d’électrolyse, faire du H2 (le O2 étant libéré sur place dans les règles), prévoir une installation de méthanation (faut un peu d’énergie + des catalyseurs), puis injecter le méthane dans le réseau….ou/et dans des réservoirs de véhicules, peut-être…. Voilà qui serait pas mal ! A+ Salutations Guydegif(91)

michel123

Maxwell technologie a intêret à renouveler ses condensateur dont la charge plafonne à 5W/h par kg, alolrs que les nouveaux condensateurs sont déjà à 10 W/h par kg et que se dessinent une révolution d’accumulation sur des supports en graphène avec des charges qui dépasseraient 300W/h par kg soit mieux que les meilleurs li ion. Malheureusement il y a une forte auto décharge autour de 50% par 12 heures ce qui limite les applications aux utilisations de courte durée

Pas naif

et Dieu sait s’ils sont nombreux, auront vite fait le calcul élémentaire suivant: Quand je stocke une énergie chère et l’utilise plus tard, je perd quelques % en quantité, donc celle que j’utilise de nuit sera un peu plus cher encore. De plus je vais devoir supporter l’amortissement du capital batterie ou condensateur. Enfin, c’est pour mon auto-consommation et alors je ne toucherait pas les subsides de l’Etat, aucun intérêt. La solution PV + condensateurs / batterie est intéressante pour des sites isolés n’ayant d’autre alternative que le bruyant groupe à essence. Là, oui. Pour le cas où on voudrait stocker pour chaque individu en gros 6mois de consommation (PV marche en été, on consomme en hiver), il faudrait être capable de stocker à la maison en toute sécurité 2400 kilos d’hydroxide de Lithium par personne dans le cas où on aurait développé une batterie miracle utilisant 100% de l’énergie chimique stockée (de nos jours moins de 50%) de la combinaison chimique la plus performante en terme de KWh par kilo. Irréalisable: il n’y a pas assez de lithium sur Terre et pas d’idiot capable d’autoriser un tel risque chimique. Quand au miracle annoncé depuis 10ans sur les mérites d’une interconnexion massive de toutes les EnR en Europe, les statistiques compilées par l’Académie des Sciences montre que le “lissage” est tellement minime qu’il ne présente aucun intérêt: ça oscille toujours de 10 fois “trop” à 10 fois “pas assez”. C’était prévisible, c’est dû aux perdurbations météo.

Sicetaitsimple

La solution que vous évoquez est séduisante sur le papier car elle permet effectivement de combiner sur un même site du biogaz déjà très chargé en CO2 (qu’il sera donc plus facile de concentrer que si on doit l’extraire de process de combustion où il est très dilué) et (normalement) une infrastructure d’injection de biométhane dans le réseau. Il suffit “juste”de rajouter électrolyse ,purification du CO2 et méthanation, ce qui n’est pas franchement encore une mince affaire! La production d’électricité nécessaire à l’electrolyse, elle, n’a pas forcément besoin d’être sur le même site. Bon, si vous avez un bilan du process complet, ça m’interesse! Le rendement global doit quand même être assez pitoyable.

Sicetaitsimple

En complément, il est quand même amusant de voir dans votre lien Corinne Lepage promouvoir cette technologie basée sur la production de biogaz qui ne peut se développer substantiellement que sur la base de cultures intensives ( cf. allemagne) avec une occupation des sols très significative , et en même temps promouvoir la limitation des agrocarburants de “première génération” basés strictement sur le même type de culture. Comprenne qui pourra….

Guydegif(91)

Désolé, mais votre lecture est tendancieuse et incomplète: 1) la Méthanisation à la française ne prône pas de cultures intensives (comme en Allemagne) mais plutôt une VALORISATION des Déchets agricoles et agro-alimentaires pour faire du biogaz à injecter dans le réseau_gaz ou pour de la co-génération avec prod. élec et chaleur+réseau de chaleur. Certes, on a du retard et encore que peu de sites équipés en Méthanisation, en France, mais ça progresse avec différents BE et sites en projets. 2) le concept VGV, (Volt-Gaz-Volt) prôné par Corinne Lepage et Bob I. Bell, est un process ASTUCIEUX, déjà en route en Allemagne depuis 2009 (encore eux!), avec 2 installations pilote de 25 kW et 250 kW et une plus grosse de 6.3 MW en instance de démarrer (chez Audi!). Le VGV a le mérite d’une conversion judicieuse pour STOCKAGE élec. tout en éliminant AUSSI du CO2 par Méthanation ! Avant de traiter le rendement de pitoyable, je vous encourage à y regarder de plus près, à vous renseigner, et, pourquoi pas, de proposer des Solutions_alternatives intelligentes et judicieuses à rendement optimisé, et qui marchent mieux?. Vous prônez quoi, vous, hormis de faire des Economies partout où on peut, -ce qui certes est déjà un bon point-, mais, ça ne suffit pas pour faire tourner au quotidien ? Nous sommes tout-ouïe ! A+ Salutations Guydegif(91)

Sicetaitsimple

Je ne sais pas ce qu’est “la méthanisation à la Francaise”, mais j’ai déjà largement dit sur ce forum que si c’était du traitement d’effluents et de déchets ( avec un petit complément de cultures car c’est forcément nécessaire pour réguler la charge entrante), j’étais complètement d’accord. Ca relève d’une économie de traitement des déchets et effluents ( individuels, agroalimentaires, industriels), c’est forcément un “coût”, donc il faut optimiser ce “coût”, et la méthanisation est une façon de le faire. Une fois qu’on a accepté ça, on se trouve devant de la méthanisation à l’allemande, qui est une complète idiotie, car basée uniquement sur un système de subventions (via des tarifs d’achat d’électricité) à une agriculture intensive dont le bilan énergétique global est je confirme pitoyable.Très franchement (et déjà dit sur Enerzine), couvrir les surfaces utilisées pour cet usage par du PV serait certainement bien plus efficace, et pourtant vous savez bien que je ne suis absolument pas pour les grandes fermes solaires venant croquer des terres agricoles. Ce que je prône? C’est assez simple, ne pas tout confondre… L’agriculture doit d’abord et avant tout assurer une fonction vitale, celle de nourrir les hommes ( en France et dans le monde entier) à un coût acceptable. Ses déchets sont à traiter au mieux, mais je n’accepte pas qu’on utilise des milliers d’hectares ( 750.000 en Allemagne) à produire du maîs qui va directement dans des digesteurs alors que tous les deux ou trois ans on a des pics de prix des céréales essentielles qui signifient des dizaines de milliers de morts dans des pays peu favorisés, et là on ne parle pas d’un allemand qui perd un jour sur sa vie , on parle d’enfants (cf le post parallèle sur l’étude GreenPeace)… Voilà. Cordialement.

Sicetaitsimple

Bien sûr, je n’en veux pas à l’agriculteur allemand concerné qui va forcément y voir un débouché assuré pour 15 ou 20 ans pour sa production à un prix quasiment assuré. Où le vers est dans le fruit, c’est que ça passe par des tarifs d’achat d’électricité. A propos, comme vous m’encouragez à me renseigner sur le rendement de la chaine biogaz-Co2-electrolyse- méthanisation, j’imagine qu’en tant que “sponsor” vous pouvez me conseiller quelques liens?

Sicetaitsimple

méthanation, pas méthanisation bien sûr! Mon pote Sabatier!

Merlinlench

Le record pour les supercondensateurs commercialisés est désormais dépassé avec 15,66 Wh/kg : Par ailleurs, l’auto-décharge de 50% en 12 heures ne concerne que les supercondensateurs à haute performance qui sont produits en laboratoire et qui ne sont donc pas finalisés pour une commercialisation. Certains supercondensateurs ont une auto-décharge de 1 à 2% par mois, ce qui équivaut à l’autodécharge des batteries Lithium-Ion.

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