Le 4 juin dernier, le PDG d’EDF (Jean-Bernard Levy), en présence de la Secrétaire d’Etat chargée du Numérique (Axelle Lemaire), a récompensé la société Energiestro à l’occasion de la remise des prix EDF Pulse 2015, dans l’une des trois catégories de ce concours européen d’innovation.
Avec le développement d’un procédé associant volant d’inertie et béton ultra performant, il devient envisageable de faire tourner le béton à une vitesse très élevée, dans le seul but de stocker de grandes quantités d’énergie à un coût dix fois plus faible qu’avec les volants actuels.
Le projet offre également une durée de vie plus longue pour ces prototypes. L’entreprise Energiestro, à l’origine de cette innovation teste le produit sur des sites pilotes avant son déploiement.
Le frein à l’utilisation massive des énergies renouvelables est leur intermittence. Le stockage est une solution à ce problème, mais avec les solutions actuelles, les batteries, le coût de stockage de l’énergie est élevé : plus de 0,10 €/kWh. C’est plus que le coût de production de l’énergie. La raison en est la faible durée de vie des batteries : quelques milliers de cycles seulement. Le stockage par volant d’inertie peut, lui, atteindre un très grand nombre de cycles, mais comme les volants actuels sont dans des matériaux coûteux (acier ou carbone), leur coût d’acquisition reste trop élevé.
Ce nouveau volant de stockage solaire, VOSS, sera au même prix que les batteries les moins chères, mais avec une durée de vie illimitée, offrant ainsi un coût de stockage inférieur à 0,02 €/kWh. Il deviendra alors possible d’augmenter massivement la production des énergies renouvelables intermittentes.
Energiestro vise en particulier les centrales solaires géantes installées dans les déserts. L’association de panneaux photovoltaïques et de volants VOSS produira une énergie renouvelable disponible nuit et jour à un prix inférieur à celui des énergies fossiles.
En remportant le prix EDF Pulse 2015 dans la catégorie Science, la jeune entreprise espère maintenant profiter des retombées : "Le Prix EDF Pulse nous a donné de la reconnaissance et de la visibilité. Et ça ne fait que commencer !"
* Le projet VOSS a été lauréat du concours mondial d’innovation en 2014.
bravo Energistro solution de stockage en plus mais à ne pas opposer aux batteries, TOUS les stockages sont complémentaires. les volants d’inertie ont des avantages mais aussi des inconvénients (équilibrages, usure machines tournantes, volume, …) l’intérêt de ces machines pour la régulation de réseau est aussi très intéressant. (on en reviendrait presque au régulateurs de Watt des machines à vapeur ;o) la panoplie des moyens de stockage s’étoffe et se multiplie et c’est une bonne chose.
Une application que je vois, a coét des énergies intermitentes, est d’accompagner des énergies lente à se lancer, lentes à réagir a un pic de charge. Un réacteur qui met 5-30 minutes à chauffer pour répondre à un matche de foot qui démare, ou un choc de consomation similaire, peut bénéficier d’un volan de stockage de ce type. Ca peut être très utiles sur des micro-grid, bien plus sensible aux pics de charges. mais le prix est un facteur clé effectivement.
Pour une fois, je me pose vraiment des questions sur les aspects techniques. L’énergie stockée est proportionnelle à la massse et à la vitesse, l’énergie potentielle du moins, ou théorique. Mais une énergie stockée est elle réellement disponible, et comment? Pourquoi ne pas comprimer des ressorts aussi, si c’est si simple de stocker de l’énergie mécanique? Si on prélève de l’énergie sur le disque massique, on le ralenti. Quel mécanisme permet alors de produire une électricité stable? Est un simple redressement de la production d’un alternateur lui aussi à vitesse variable? Quel rendement? Quelle quantité ou proportion de cette énergie stockée est elle reellement utilisable? On prétend ici une durée de vie non limitée de ce mécanisme… Il existe des roulements très durables, mais même durables, il ne sont pas éternels. Cette machine ne se résume pas à ses roulements. Il y a aussi un système d’entrainement puis de prélèment d’énergie, donc des rouages probablement (ou un système direct électromagnétique?) et des cartes électroniques de gestion de puissance qui subissent des cycles thermiques, donc de l’usure… Des éclairages?
mécaniquement l’affaire n’est pas simple: haute vitesse dit super équilibrage, bruit, frottement avec l’air, usure des roulements puis vient le probleme de l’accoupement avec forcément un systeme d’embrayage, à moins que soit couplé directement sur le cylindre le pack d’aimants permanents pour un embrage sans contact, à mon avis ça doit etre cela, après le reste est classique onduleur synchronisé sur le secteur, en tout cas j’imagine la question est de savoir quelle energie est réellement stockée cinématiquement et restituée, avec quel rendement? une production estivale sur 3kwc pendant 8 heures = 24 kwh qu’est ce qu’il faut comme cylindre béton et quelle vitesse pour les stocker?
la remarque d’hudax revient à une notion que j’évoque souvent le coté assurance du stockage. si effectivement la roue d’inertie évite à l’hélium de s’évaporer et de “cramer” toute l’istallation, le gain est monumental par rapport au coût! c’est le principe de l’assurance, que tout le monde accepte de payer aussi bien pour sa santé que sa maison, ou sa voiture, ainsi que ses activités sportives ou de loisir!
C’est marrant le septicisme des intervenants ci dessus. L’essentiel des difficultées (vitesse variable, équilibrage…) sont des problematiques déja rencontrées dans d’autres diciplines et relativement faciles à résoudre avec les technologies actuelles. Concernant l’usure, on le régle par une démarche qui s’appele l’entretien. Un roulement ça se remplace… Les récentes évolutions du MIX (injection d’enr sans inertie et charges électroniques dont la conso est independente de la tension / fréquence) ont tendence à rendre le réseau instable. Ces systemes de stockage pourront compenser le manque d’inertie. Bonne idée, espérons que leur modele économique basé sur le béton leur permettra d’être placés et donc d’en vendre beaucoup.
béton ~ 10 euros / tonne acier ~ 500 euros / tonne Ca joue peut-être selon la dimension du projet (aucune info dans l’article, c’est dommage). C’est négligeable sur les systèmes existant, de quelques tonnes, comme les régulations à petites échelles de temps (récupération au freinage du métro de Rennes) ou des systèmes anti-coupures comme citait hudax, mais si un jour on veut faire du stockage de masse à l’échelle d’une journée, il va falloir rajouter un paquet de “0” et peut-être qu’alors le prix du matériau intervient. C’est dommage que l’article soit affreusement lacunaire d’informations techniques… je suis curieux de savoir comment un système mécanique avec des frottements peut avoir une durée de vie illimité ! xD (ils ont brûlé tous leurs ingénieurs pour recruter des markéteux et des exorcistes de frottements ?) Moins sarcastiquement, je m’interroge aussi sur la puissance dissipée par l’engin (donc la durée de rétention de l’énergie) et la chaine de transformation de l’énergie… et le rendement global quoi…
J’écrivais mon premier message sans avoir lu Hervé. Les systèmes existant type “anti coupure” utilisés pour certaines installations (radars, accélérateurs de particles apparement, etc.) ne sont en général qu’un “tampon” le temps du démarrage d’un groupe électrogène, non ? S’ils fonctionnent à la vitesse de synchronisme du réseau (ou un multiple), ils sont forcément stabilisant par leur inertie s’ils sont couplés au réseau. Dans l’hypothèse d’un stockage de masse, pour utiliser pleinement la capacité de stockage disponible, il faut envisager un fonctionnement en vitesse de rotation variable (vitesse max. après une journée ensoleillée, jusqu’à une vitesse nulle à la fin du match), tout ceci en fournissant constament du 50 Hz sur le réseau… donc pas de couplage direct possible… l’effet stabilisant (ou pas !) dépend donc de l’électronique qu’on met derrière (régulation du moteur, redressement du courant et ondulation).
vous continuez à confondre “stockage” et “secours”. Du stockage d’électricité, ça crée normalment de la “valeur” (si ça en crée ce qui n’est pas forcément évident) en cyclant à priori le plus possible. Un secours, ça se dimensionne en fonction de ce que vous voulez secourir et ça reste chargé à fond. Ca ne crée de la “valeur” que le jour où vous avez un pépin, de ce point de vue je suis d’accord ça a la même fonction qu’une assurance.
Bien entendu, un volant d’inertie ça fonctionne à vitesse variable avec de l’electronique de puissance et non directement synchrone au réseau sinon la capacité stockée (ou plutôt restituable) serait absolument ridicule. J’ai félicité je crois le premier Energiestro (Jeudi), parfois intervenant sur Enerzine, pour cette victoire. Maintenant il est vrai que l’info est un peu pauvre…. Je suis notamment un peu surpris par l’usage annoncé en complément de centrales solaires. Sans dévoiler de secrets de fabrication, serait-il au moins possible d’avoir une idée du ratio capacité/puissance visé?
Bravo à cette bonne iD VOSS, pour réduire les coûts du volant d’inertie, organe de stockage de Kwhs! Mais comme dit par certains ci-dessus, on aimerait avoir qqs chiffres et données techniques de plage de tailles / puissances, coûts…afin de comprendre où et comment cet outil de stockage peut être utilisé. Piste intéressante ! Bonne continuation ! A+ Salutations Guydegif(91)
l’idée parait pas très nouvelle et le béton n’est pas réputé pour sa tenue à la traction (contrainte en rotation). Il doit y avoir une astuce, sinon il faut de l’acier ou des fibres en renfort. On aimerait avoir des détails. Il ne faut pas aussi oublier l’énergie pour entretenir le mouvement dans les coûts. J’utilise un stockage cinétique dans mes projets de véhicules hybrides (je ne suis pas le premier voir la F1) mais je l’utilise le temps d’un feu rouge. Gilles
à 6CT, non je ne confond pas stockage et secours, je dis simplement qu’a force d’ajouter du secours partout on va commencer à arriver à du stockage! et d’accord avec hudax l’important pour le volant c’est la masse à la périphérie (+ la distance de cette masse au centre , d’où l’impact sur le volume de l’équipement), sans regarder le prix un réservoir tore de mercure en périphérie serait encore plus éfficace ;o) et pour les roulements il existe aussi des palliers magnétiques sans frottement, mais à un moment où un autre il ya de la mécanique à asservir ‘et comme je l’ai dit les techniques existe, mais avec les batteries c’est de l’électro (nique et technique!) et c’ est plus simple.
@ Maxxxx et 6cts Tout à fait. Il faut de la variation de vitesse. C’est l’électronique qui fera le travail dans les limites de la puissance de la géné. L’interet du volant d’inertie, c’est qu’il est facile d’obtenir une puissance trés importante pendant un temps trés court (en rapport de la taille du stockage qui peut être faible) Il y a une telle multitude d’applications possibles que il y a forcement de la place pour cette techno. Espérons que vous y arriverez et que EDF vous soutiendront!
Le rapport entre votre concept (son dimensionnement) et des centrales solaires. Votre dimensionnement “standard” c’est si j’ai bien compris 1/1 (puissance de charge/ décharge= xkW, capacité =x kWh). Autrement dit un stockage de 1h à plein courant de décharge (ou de charge). C’est effectivement quelque chose qu’on trouve pour les volants d’inertie, souvent moins de capacité d’ailleurs. En quoi ça peut réellement aider pour des centrales solaires?
Notre avancée est dans la réduction du coût (avec le béton), mais également dans l’allongement du temps de stockage. Les volants actuels sont utilisés sur des temps courts (secondes et minutes). Nos volants sont conçus pour stocker pendant des heures avec un rendement élevé (80 à 90%). Nos premiers volants auront un temps de stockage d’une heure pour répondre à la première demande de l’industrie solaire, le lissage de la production : quand des nuages passent sur un parc, la production oscille entre 0 et 100% en quelques minutes, ce qui est difficile à gérer pour le réseau. Nous développons des volants avec un temps de stockage plus long, pour lisser l’alternance jour/nuit. L’association de panneaux photovoltaïques et de volants VOSS permettra d’avoir de l’énergie solaire 24 h sur 24, à un prix inférieur aux énergies classiques. Les centrales solaires deviendront des centrales “classiques”, au sens où elles pourront répondre à une demande variable. Il n’y aura alors pas de limite à la quantité de solaire qu’on pourra raccorder : les pays ensoleillés envisagent de s’approcher de 100%. Enfin nous réfléchissons à la demande de l’industrie éolienne, qui a besoin de stocker pendant plusieurs jours. Techniquement nous pouvons y répondre, mais la rentabilité n’est pas encore démontrée (plus on stocke longtemps, moins on fait de cycles, et plus le stockage coûte cher).
je suis en faveur de TOUS les stockage donc aussi des roues d’inertie, juste par curiosité (n’y voyez pas de malice, ni de dénigrement) comment gérez-vous l’homogénéité du béton et l’équilibrage de la roue, ce n’était ps mon métier, et je n’ai équilibré que des roues de voiture avec des masselotes en plomb sur les jantes ;o) et au début via une équilibreuse et un pinceau qui encrait une zone de “voilage” :o))
Bon,très bien pour votre VOSS,d’un temps de stockage d’une heure . Mais je suis un peu plus sceptique sur un temps de stockage de 12 à 13 heures,qui serait nécessaire,pour boucler vraiment l’alternance jour/nuit avec une association centrale PV-VOSS.Comptez-vous réaliser cet exploit,à l’echelle industrielle, avant 5 ans,avant 10 ans ou avant 15 ans ???
Juste deux questions dans le cadre d’un particulier qui dispose d’une petite installation PV (disons 3 kWc) et qui souhaite stocker quelques kWh (disons 5-6 kWh) juste pour la nuit : – poids et volume de l’engin nécessaire – prix de l’engin (disons dans 2-3 ans quand les prix auront baissés)
Bon, j’avais donc raison, ce n’est pas avec le produit que vous présentez sur votre page que vous comptez stocker du PV pour la nuit. Ca me rassure! Pour le stockage “d’éolien”, ça me semble effectivement largement compromis, c’est pas le bon outil. Je ne disais pas autre chose un peu au-dessus (8/06 à 19h27)
Je n’ai pas vu le prix de 1000€ dont vous parlez, mais en tous les cas si c’est la cible c’est très très ambitieux. Même pour 5kW/5kWh (et 1,7t…), il y a quand même un peu plus que du béton dans la bête. Rien que pour se faire livrer et installer un truc de près de 2m3 et 2t, je vous laisse imaginer le prix. Ca ne se manipule pas avec un diable… Bref, je doute que beaucoup de particuliers ( puisque c’était votre interrogation) s’équipent!
Je suis étonné (voire très étonné) de la valeur 50 MPa donnée au béton dans le tableau “An extraordinary material” du document publié par Energiestro () Je suppose qu’il s’agit de la limite d’élasticité en traction, si on se réfère aux valeurs données dans le même tableau pour l’acier ordinaire (300 MPa) et un composite à base de fibre de carbone de basse qualité (1 000 MPa). En construction, on considère pour le calcul, que pour le le béton, cette valeur est nulle. Les valeurs réelles obtenues en laboratoire sont de l’ordre de 5 MPa pour un béton dosé à 400 kg/m3. Comment peut-on passer à une valeur de 50 MPa ? Par ailleurs, l’utilisation du béton dans le cas présenté par le document va amener le gros inconvénient du retrait qui sera de l’ordre de plusieurs dixièmes de mm en diamètre et qui, s’ajoutant au problème de l’homogénéité déjà signalé ici risque d’amener des problèmes de balourd non maitrisable. J’avais envisagé, dans un premier temps, d’offrir à cette sympathique équipe des possibilités d’hébergement de la future unité industrielle. Mais les problèmes que j’ai cités ont tendance à m’en dissuader.
Le prix est donné dans la présentation : 200 euros du MWh. Sur la manipulation du truc, je suppose que c’est pas monobloc mais un peu comme les poids des altères qu’on empile. Ceci étant, je me demande pourquoi on utilise pas plutôt des sortes de grosse roue genre roue de vélo pour avoir que le poids en périphérie (des tores) dans laquelle on mettrait simplement de l’eau. L’équilibrage serait automatique par la force centrifuge. Pour éviter les à-coups, on pourrait imaginer des cloisons dans le tore.
Ca s’empile comme les poids et haltères mais il vaudrait mieux faire des grosses roues de vélo remplies d’eau…. Vous vous préparez pour le concours EDF Pulse 2016?
la réponse est 20 kwh = 6 tonnes pas près de rentrer dans toutes les caves…….
Bonjour à tous, je constate que vous n’avez pas bien compris notre technologie. A pierreerne : le béton n’est effectivement pas capable de résister à la traction de la force centrifuge. Nous le comprimons donc AVANT la rotation à l’aide d’un enroulement sous tension (frettage). De la sorte, nous pouvons le faire tourner jusqu’à des vitesses élevées sans qu’il passe en traction. La masse et le volume d’un volant en béton sont importants, mais il est installé une fois pour toutes. Une batterie doit être changée régulièrement : dans les pays chauds les opérateurs télécom changent les batteries au plomb tous les trois ans, et elles ne sont pas bien recyclées… Dans un premier temps, nous ne visons pas le marché des particuliers, qui n’est pas mûr : malgré les subventions dans plusieurs pays, ils ne se ruent pas sur les batteries. Nous visons en priorité les parcs solaires pour d’abord lisser les fluctuations rapides (1 h), puis lisser la production sur 24 h.
¤ Citation : “les matériaux légers stockent plus d’énergie que les matériaux lourds” Alors pourquoi faire d’aussi lourds volants d’inertie en béton ? Prenez de la plume d’oie, c’est un matériaus léger “qui stocke plus d’énergie” Ou prenez du polystyrène expansé, bien moins cher que la plume d’oie. Pour le reste du “non intuitif”, c’est de la même eau.
Je ne sais pas si le volant d’energiestro sera un jour un succès commercial et j’imagine que la route est encore longue en termes de développement et de validation , mais prendre des gens dont c’est la spécialité pour des imbéciles sur les équations de base est quand même un peut fort de café…. Alors révisez votre physique: un matériau léger (par rapport à de l’acier) er résistant comme de la fibre de carbone par exemple va à géométrie du volant équivalente pouvoir touner beaucoup plus vite pour le même niveau de sécurité par rapport à la contrainte maximale admissible. Et comme l’énergie stockée est dans le rapport du carré des vitesses….
Mais ça dépasse quand même l’équation de base… J’avoue avoir eu un instant la même réaction que Luis. En voyant un Ec=(1/2).J.ω² la première idée (bête et méchante) et de penser : lourd, loin de l’axe (J max) et rapide (ω max). C’est bien légitime au vu de l’équation “de base”. (Un homme politique proposerait même d’augmenter le facteur 1/2 😉 ) Le problème de trouver le meilleur compromis entre les 4 paramètres (lourd/loin/rapide/pas cher) dépasse ensuite très largement les équations de base puisqu’il doit prendre en compte un paquet d’autres effets (résistance mécanique, frottements, équilibrage…) ainsi que les coûts des différents composants, matériaux et techniques de fabrication… bref, un vrai bor*** au final !
Mon message d’hier manquait d’explications et vous a laissés perplexes ! – les matériaux légers stockent plus d’énergie que les matériaux lourds : l’énergie cinétique qu’on peut stocker dans un kilo de matériau est égale au rapport sigma/rho, sigma étant la contrainte admissible et rho la masse volumique. Comme rho est au dénominateur, on voit qu’on a intérêt à avoir un rho faible. – la matière au centre est plus utile que la matière en périphérie : quand on calcule la contrainte dans un volant, on constate qu’elle est maximale au centre. On a donc intérêt à faire des volants pleins plutôt que creux. La forme optimale (Stodola) a même un centre renflé, mais elle est peut pratique. – une masse ajoutée sur un volant diminue l’énergie stockée : lester un volant avec quoi que ce soit (eau, mercure, plomb, béton) augmente l’énergie stockée à une vitesse donnée, mais également la contrainte dans le matériau résistant, et oblige à diminuer la vitesse maximale, si bien qu’au final le volant lesté stockera moins d’énergie que le volant non lesté.