Les batteries utilisées comme système de stockage-tampon

La production et la consommation d’électricité ne coïncident pas toujours. Lorsque la production dépasse la demande, une partie de l’énergie disponible risque d’être perdue. Les batteries utilisées comme système de stockage-tampon permettent justement d’absorber ce surplus pour le restituer au moment le plus utile. Ce principe s’applique aussi bien aux réseaux électriques qu’aux installations industrielles et résidentielles.

Que signifie utiliser des batteries comme système de stockage-tampon ?

Lorsque davantage d’électricité est disponible que nécessaire, les batteries la stockent temporairement.

À retenir :

• Valoriser les surplus d’électricité qui ne sont pas immédiatement consommés ;
• Répondre rapidement aux variations de charge ;
• Mieux exploiter les énergies renouvelables ;
• Contribuer à la stabilité du réseau électrique.

Comment fonctionne un système de stockage d'énergie par batterie ?

Le fonctionnement repose sur trois étapes principales, de la charge jusqu’à la restitution.

1. Charger les batteries avec l’énergie disponible

L’électricité peut provenir de panneaux solaires, d’éoliennes ou du réseau. Selon la source et la configuration du système, elle peut être convertie et régulée avant d’être stockée sous forme d’énergie chimique dans les cellules de la batterie. Cette étape permet de conserver temporairement l’énergie qui ne serait pas immédiatement consommée.

2. Conserver l’énergie jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire

Pendant le stockage, différents paramètres sont surveillés en permanence. Le système de gestion contrôle notamment l’état de charge, la température et les conditions de fonctionnement. Des dispositifs de protection limitent également les risques liés aux surcharges ou aux décharges excessives.

3. Restituer rapidement l’électricité

Lorsque l’énergie devient nécessaire, le système la convertit pour alimenter les équipements concernés. Selon sa configuration, il peut également injecter de l’électricité vers le réseau électrique.

Quels sont les principaux composants d’un système de stockage par batterie ?

Une solution de stockage ne repose pas uniquement sur les cellules. Plusieurs composants travaillent ensemble pour assurer son fonctionnement.

Les cellules et modules de batterie

Les cellules électrochimiques constituent l’élément de base du stockage. Elles sont assemblées en modules, puis intégrées dans une unité adaptée à la capacité et à l'application recherchées.

Le système de gestion de batterie (BMS)

Le BMS surveille en continu les principaux paramètres électriques et thermiques.

Il permet notamment :

• De surveiller la tension et le courant ;
• D'équilibrer les cellules ;
• De détecter certaines anomalies ;
• De contribuer à préserver la durée de vie de la batterie.

Onduleur et systèmes de conversion

L’onduleur assure la conversion entre courant continu et courant alternatif. Il facilite également la synchronisation avec les équipements ou le réseau. Il joue ainsi un rôle essentiel dans la gestion des flux d’énergie entrants et sortants.

Gestion thermique et dispositifs de sécurité

La température influence le fonctionnement d’une batterie. Des systèmes de régulation thermique et différents dispositifs de sécurité peuvent donc être intégrés pour maintenir des conditions de fonctionnement adaptées.

Quels types de batteries peuvent servir au stockage-tampon ?

Plusieurs technologies peuvent être utilisées. Leur intérêt dépend principalement de l’application, de la durée de stockage recherchée et des contraintes du site.

Batteries lithium-ion

Les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans les systèmes modernes de stockage grâce à leur combinaison de densité énergétique, de rendement énergétique et de rapidité de réponse. Elles conviennent notamment aux applications nécessitant des cycles fréquents.

Batteries plomb-acide

Cette technologie éprouvée peut présenter un coût initial accessible. En revanche, son poids et certaines caractéristiques liées à sa durée de vie peuvent limiter son utilisation dans certaines installations.

Batteries à flux et autres technologies

Les batteries à flux peuvent répondre à certains besoins de stockage longue durée. Elles peuvent trouver leur place sur certains sites de stockage d'énergie de grande taille.

Quelles sont les applications des systèmes de stockage d'énergie ?

Après le fonctionnement, les usages permettent de mieux comprendre la place croissante des batteries dans différents environnements.

Intégrer plus facilement l’énergie solaire et éolienne

À l’échelle du réseau ou d’un site de production, les batteries peuvent compenser une partie du décalage temporel entre la production solaire ou éolienne et la demande. Elles contribuent ainsi à mieux intégrer une production renouvelable variable.

Réduire les pointes de consommation

Une batterie peut être chargée pendant les périodes de faible demande, puis fournir de l’électricité lorsque la consommation augmente. Cette stratégie peut contribuer à réduire la pression exercée sur certaines infrastructures.

Fournir une alimentation de secours

Le stockage peut également maintenir certains équipements essentiels en fonctionnement lors d’une coupure. Il constitue ainsi une solution complémentaire aux alimentations sans interruption (ASI) dans certaines configurations.

Soutenir les sites industriels et commerciaux

Dans les bâtiments professionnels, le stockage peut faciliter la gestion locale de l’énergie et améliorer l’autoconsommation. Il aide notamment à rapprocher les périodes de production et de consommation.

Comment choisir une solution de stockage-tampon adaptée à ses besoins ?

Une solution efficace doit être dimensionnée en fonction des besoins réels plutôt qu’en recherchant systématiquement la capacité la plus élevée.

Évaluer la capacité de stockage nécessaire

Il faut notamment prendre en compte :

• La consommation quotidienne.
• La durée de stockage souhaitée.
• La quantité d’énergie excédentaire disponible.

Une capacité trop faible peut limiter l’utilisation du surplus, tandis qu’une capacité excessive risque d’être sous-utilisée.

Vérifier la puissance de charge et de décharge

La capacité indique la quantité d’énergie stockable, tandis que la puissance détermine la vitesse à laquelle elle peut être chargée ou restituée.

Prendre en compte l’environnement d’installation

La température, l’humidité et l’exposition extérieure peuvent influencer le choix du système. Le niveau de protection, les contraintes d’installation et les besoins de maintenance doivent également être évalués.

Pourquoi une batterie domestique peut-elle aussi jouer un rôle de stockage-tampon ?

Le principe du stockage-tampon ne concerne pas uniquement les grandes installations. À l’échelle résidentielle, une batterie peut également déplacer l’utilisation de l’électricité solaire dans le temps.

Elle peut notamment :

• Stocker les surplus photovoltaïques produits en journée.
• Restituer l’énergie lorsque la production baisse.
• Augmenter l’autoconsommation.
• Réduire certains achats auprès du réseau.
• Constituer une réserve d’énergie disponible selon les besoins.

Pour une installation photovoltaïque domestique, Anker SOLIX Solarbank Max AC permet de transformer les surplus solaires en réserve d’énergie disponible lorsque la production diminue.

• Jusqu’à 42 kWh de stockage avec des batteries additionnelles — Une capacité importante pour conserver l’énergie solaire et couvrir une partie des besoins nocturnes.
• Jusqu’à 3 500 W de puissance d’entrée/sortie sur le port réseau — Permet de charger et de décharger rapidement la batterie selon les besoins énergétiques du logement.
• Gestion intelligente — Anker intelligence™ utilise l’IA pour optimiser automatiquement la charge et la décharge, tandis qu’Anka permet notamment le contrôle vocal.

Quel rôle les batteries joueront-elles dans les futurs systèmes énergétiques ?

À mesure que les sources renouvelables se développent, le besoin de flexibilité devrait également augmenter. Le stockage peut alors jouer un rôle complémentaire entre production, consommation et réseau.

Vers des réseaux électriques plus flexibles

Le développement du stockage décentralisé peut faciliter la gestion des variations de production et de consommation. Elles peuvent ainsi compléter d’autres moyens de flexibilité du réseau et faciliter l’intégration d’une production électrique plus variable.

Le développement des sites de stockage d'énergie

Les installations de grande taille peuvent stocker d’importantes quantités d’électricité et soutenir les réseaux intégrant une part importante d’énergies renouvelables. Plusieurs technologies peuvent être associées selon la durée de stockage recherchée.

Vers une gestion énergétique plus intelligente

Le pilotage intelligent permet d’analyser la production et la consommation afin d’adapter automatiquement les périodes de charge et de décharge.

Conclusion

Les batteries utilisées comme système de stockage-tampon permettent de mieux équilibrer production et consommation. Qu’il soit utilisé à l’échelle résidentielle, commerciale ou du réseau, le stockage permet surtout de mieux adapter la disponibilité de l’électricité aux besoins réels et d’apporter davantage de flexibilité au système énergétique.

FAQ

Pourquoi utiliser des batteries pour stabiliser le réseau électrique ?

Les batteries peuvent réagir rapidement aux variations entre production et consommation. Elles peuvent ainsi absorber certains surplus ou restituer de l’électricité lors des périodes de forte demande.

Les batteries peuvent-elles stocker l’énergie solaire pour la nuit ?

Oui, une batterie peut stocker une partie de l’électricité produite par les panneaux pendant la journée. Cette énergie peut ensuite être utilisée lorsque les panneaux ne produisent plus, notamment le soir ou pendant la nuit.

Où sont utilisés les systèmes de stockage d'énergie ?

Ils peuvent être utilisés dans les logements, les entreprises, les sites industriels et les installations de production renouvelable. Ils peuvent également contribuer à certains besoins de gestion et de stabilisation du réseau électrique.