La montée progressive de la part des énergies renouvelables éoliennes et solaires, aux caractéristiques éminemment imprévisibles, dans le mix de production d’énergie électrique va de plus en plus poser de problèmes sur la qualité et la conformité aux normes du courant distribué. Il est prévisible que les autorités de supervision des réseaux et de commercialisation de l’énergie vont peu à peu exiger un renforcement de la qualité du courant généré par chaque unité ou par un ensemble d’unités couplées entre elles. De nombreuses options sont envisageables pour améliorer cette caractéristique. Parmi celles-ci figure la mise en tampon d’une batterie stationnaire avec la source principale, cette batterie se trouvant automatiquement en charge durant les périodes de forte génération de puissance électrique et en décharge durant les phases de manque de puissance de l’unité principale (FIG. où la courbe rouge représente la puissance générée par une unité photovoltaïque dans la journée, la surface bleue la charge de la batterie, la surface rose sa décharge et la courbe noire la puissance constante délivrée dans cet exemple entre 9 heures et 18 heures).
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Un tel système où la batterie et la source photovoltaïque sont en parallèles permet d’assurer une prestation constante de puissance et cela sur une plage de temps élargie qui peut permettre à l’opérateur de décharger la batterie en heure de pointe par exemple.
Parmi les professionnels travaillant activement sur ce sujet, le japonais NGK Insulators est l’unique et dernier industriel au monde à proposer une batterie de type Sodium-Soufre qui à la caractéristique de fonctionner vers les 300°C. Nous ne rentrerons pas dans les détails techniques de ce système, largement expliqués par ailleurs. Il suffit d’intégrer qu’à cette contrainte de température s’ajoute celle d’un électrolyte-séparateur conducteur d’ions Sodium (Na+) constituée d’alumine béta. IL se présente sous la forme d’un gros tube à essai de quelques fractions de millimètres d’épaisseur. Ce système, mécaniquement fragile ne peut être que stationnaire et implanté si possible en plein air ou dans un bâtiment ventilé. NGK va livrer à l’allemand Younicos une batterie de 1000 kW de puissance pour évaluation.
Cette batterie est constituée de 20 modules de 360kWh capables de générer une puissance de 50kW chacun (FIG. II). Chaque module contenant 320 éléments d’accumulateur cylindriques associés à des organes de régulation thermique et de sécurité est rempli de sable. Un module de 5,6 m3 de volume, pèse plus de 3 tonnes. Les accumulateurs en pleine charge peuvent se décharger à 85% de la capacité en 6 heures environ.
La batterie complète devrait donc ressembler en taille réduite au chantier 1500 kW de 30 modules de la FIG. III.
Le principal intérêt des batteries Sodium-Soufre réside dans la disponibilité des matières actives qui ne font appel à aucun métal de transition. NGK annonce une durée de vie de ces batteries estimée à 15 ans et à une durée de vie en cyclage de 4500 cycles à 85% de profondeur de décharge. NGK estime qu’en production de large série le prix de sa batterie devrait arriver à 140$/kWh, ce qui porterait le prix d’une batterie de 1500 kW à 1,5 millions de dollars.
C’est, à mon avis, encore trois fois trop cher pour opérer une véritable percée.
Le 12 Décembre 2008.
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