Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ? 

Auteur : DeyeESS
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Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ?

Comprendre le système de stockage d'énergie par batterie (BESS)

UN Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) est une innovation fantastique qui vous aide à stocker et à distribuer de l'énergie sous forme d'électricité. Alors, comment ça marche? Imaginez la batterie utilisée dans une lampe de poche mais à une échelle beaucoup plus grande. Un BESS utilise batteries pour stocker l’énergie électrique, que vous pourrez ensuite utiliser en cas de besoin.

L’avantage d’un BESS est l’intégration des sources d’énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire pendant les périodes de faible demande (heures creuses). Lorsque la demande augmente (heures de pointe), vous pouvez utiliser cette énergie stockée pour réduire les coûts et générer des bénéfices pour vous-même.

Composants d'un BESS

Un BESS comprend plusieurs composants clés qui fonctionnent ensemble pour stocker l’énergie et la convertir selon les besoins.

Les principaux composants sont :

ComposantFonction
Cellules de batterieStocker l’énergie électrique
OnduleursConvertir le courant continu des batteries en courant alternatif
Système de gestion de batterie (BMS)Surveille les performances et la sécurité de la batterie
Système de gestion de l'énergie (EMS)Optimise l’efficacité et les performances du système

Composants supplémentaires

  1. Le système de conversion de puissance (PCS), également connu sous le nom d'onduleur bidirectionnel, convertit principalement l'électricité CC des cellules de la batterie en électricité CA et vice versa. De plus, le PCS joue un rôle crucial dans la régulation des taux de charge et de décharge de la batterie en fonction des exigences du réseau.
  2. Le transformateur sert à augmenter ou abaisser les niveaux de tension de l’électricité. Dans un système de stockage d'énergie par batterie, le transformateur est essentiel pour faire correspondre les niveaux de tension du courant alternatif généré avec les exigences du réseau électrique ou de la charge connectée. Ce faisant, il garantit une intégration transparente et efficace du BESS avec le système électrique.
  3. Système d'extinction d'incendie assure un fonctionnement sûr et prévient les incendies électriques.
  4. Chauffage, ventilation et climatisation (CVC) rrégule la température interne pour des performances optimales de la batterie.

Types de batteries utilisées dans le BESS

Dans cette section, nous aborderons les types de batteries les plus couramment utilisés dans le BESS : batteries lithium-ion, batteries à flux, et batteries au plomb.

Batteries au lithium-ion sont devenus de plus en plus populaires ces dernières années en raison de leur densité énergétique élevée, de leur longue durée de vie et de leur taux d'autodécharge relativement faible. Ces batteries sont bien adaptées aux applications BESS car elles peuvent stocker de grandes quantités d'énergie dans un petit espace, ce qui en fait un choix idéal lorsque l'espace est une contrainte. De plus, les batteries lithium-ion ont un taux de charge et de décharge plus rapide que les autres types de batteries, ce qui permet une meilleure efficacité et performance de votre BESS.

Batteries d'écoulement sont une autre option pour BESS. Ces batteries stockent l’énergie sous forme d’électrolytes liquides, ce qui permet de séparer la capacité énergétique et la capacité électrique. L’un des principaux avantages des batteries à flux est leur évolutivité : en augmentant simplement la taille des réservoirs d’électrolyte, vous pouvez augmenter la capacité énergétique globale du système. Cependant, les batteries à flux ont généralement une densité énergétique inférieure à celle des batteries lithium-ion, ce qui peut nécessiter plus d'espace pour l'installation. Le bon côté des choses, les batteries à flux sont connues pour leur longue durée de vie et leur capacité à être chargées et déchargées fréquemment sans dégradation significative.

Dernièrement, batteries au plomb sont utilisés dans les applications BESS depuis de nombreuses années, principalement en raison de leur faible coût et de leur disponibilité. Ces batteries rechargeables ont une densité énergétique relativement faible par rapport aux batteries lithium-ion et à flux, mais elles sont également très fiables et peuvent résister à un large éventail de conditions de fonctionnement. Même si les batteries au plomb ne constituent peut-être pas le choix idéal pour toutes les applications BESS en raison de leur taille et de leur poids, elles offrent néanmoins une option précieuse et rentable pour certains besoins de stockage d'énergie.

Comment fonctionne le BESS ?

En tant que solution innovante de stockage d'énergie qui joue un rôle crucial dans le stockage et la gestion efficace de l'électricité, elle est conçue pour stocker et distribuer de l'énergie sous forme d'électricité, qui peut être largement utilisée dans des applications telles que les réseaux électriques, les véhicules électriques, les installations solaires. et les maisons intelligentes.

Lorsque vous exploitez diverses sources d'énergie, comme l'énergie solaire ou éolienne, votre BESS capte et stocke l'électricité dans des batteries rechargeables. 

Voici un aperçu général du fonctionnement d’un BESS :

  1. Production d'énergie : Les sources d'énergie renouvelables produisent de l'électricité.
  2. Charger les batteries : L'énergie électrique est stockée dans les batteries du BESS.
  3. Déchargez les batteries : En cas de besoin, l’énergie stockée dans les batteries est libérée vers le réseau électrique ou une autre application.
  4. Prise en charge de la charge : BESS contribue à fournir une énergie constante aux réseaux électriques en gérant les fluctuations et en répondant à la demande aux heures de pointe.

Une chose que vous devez savoir est que le BESS est conçu pour convertir le courant continu (CC) des batteries en courant alternatif (AC), qui est le type standard d'électricité utilisé dans les maisons et les entreprises. Cette conversion est réalisée à l'aide d'onduleurs dans le système de stockage d'énergie. De plus, il peut fonctionner dans le sens inverse, en convertissant le courant alternatif en courant continu, pour charger les batteries.

Application du BESS

Explorons quelques-unes des applications les plus courantes et comment elles pourraient améliorer votre vie quotidienne :

  1. Alimentation de secours: Un BESS peut vous fournir une source fiable d’énergie de secours en cas de panne de réseau ou d’urgence. Cela garantit que vos appareils et appareils essentiels continuent de fonctionner, vous offrant ainsi une tranquillité d'esprit en cas de situations inattendues.
  2. Écrêtage: Votre consommation d'électricité varie tout au long de la journée, la demande étant généralement plus élevée aux heures de pointe. BESS vous permet de stocker de l'énergie pendant les heures creuses et de l'utiliser pendant les périodes de forte demande, ce qui peut vous aider à réduire votre facture d'électricité et à uniformiser la charge sur le réseau.
  3. Connexion au réseau : BESS peut être utilisé pour soutenir le réseau en fournissant des services tels que la régulation de fréquence, le support de tension et le nivellement de charge. Cela contribue à améliorer la stabilité du réseau et réduit le besoin de centrales électriques basées sur des combustibles fossiles.

Aspects économiques du BESS

Aspects économiques du BESS

Frais d'installation

Lorsque vous envisagez un système de stockage d'énergie par batterie (BESS), vous devrez prendre en compte les coûts d'installation. Ces coûts peuvent varier en fonction de la taille et de la complexité du système. En règle générale, les systèmes plus grands nécessitent plus d’investissements, mais des économies d’échelle peuvent entrer en jeu, réduisant le coût par unité de capacité de stockage d’énergie pour les systèmes plus grands.

Génération de revenus

BESS peut générer des revenus de diverses manières, notamment en fournissant des services au réseau électrique public et en participant aux marchés de l'énergie. Par exemple, votre BESS peut proposer :

  • Services de régulation de fréquence : Les batteries peuvent réagir rapidement aux fluctuations de la fréquence du réseau, contribuant ainsi à maintenir la stabilité du réseau et à vous générer des revenus par la même occasion.
  • Arbitrage énergétique : Avec un BESS, vous pouvez acheter de l’énergie lorsque les prix sont bas et la revendre au réseau lorsque les prix sont élevés.
  • Report de la capacité du réseau : En utilisant votre BESS pour atténuer les contraintes du réseau, vous pourriez recevoir une compensation pour avoir retardé la nécessité de mettre à niveau le réseau.

Ces flux de revenus peuvent compenser les coûts initiaux et contribuer à la rentabilité de votre investissement BESS.

Économies sur les factures d’énergie

La mise en œuvre d’un BESS peut conduire à des économies significatives sur vos factures d’énergie. Voici quelques façons dont votre BESS peut vous aider à économiser de l’argent :

  • Écrêtage: Votre BESS peut stocker de l'énergie pendant les heures creuses, lorsque les prix de l'énergie sont plus bas, et la décharger pendant les heures de pointe, lorsque les prix de l'énergie sont plus élevés, réduisant ainsi vos frais de demande de pointe.
  • Optimisation du temps d'utilisation : En comprenant les tarifs en fonction de l'heure d'utilisation (TOU) de votre service public, vous pouvez tirer le meilleur parti de votre BESS en le facturant pendant les périodes de tarifs inférieurs et en le déchargeant pendant les périodes de tarifs plus élevés.
  • Intégration renouvelable : Si vous disposez d'une source d'énergie renouvelable, telle que des panneaux solaires, un BESS peut stocker l'énergie excédentaire pour l'utiliser pendant les périodes où la production renouvelable est faible ou inexistante. Cela permet de maximiser la valeur de votre système d’énergie renouvelable.

En résumé, les aspects économiques d’un BESS comprennent les coûts d’installation, la génération de revenus et les économies sur la facture énergétique. En examinant attentivement ces facteurs, vous pouvez tirer le meilleur parti de votre investissement BESS, bénéficiant ainsi de coûts énergétiques inférieurs et d’une augmentation des flux de revenus.

Mesures de sécurité pour le BESS

Lorsqu'il s'agit de systèmes de stockage d'énergie par batterie, il est essentiel de donner la priorité à la sécurité pour protéger à la fois les personnes et les biens. En mettant en œuvre les bonnes mesures de sécurité, vous pouvez garantir le fonctionnement efficace de votre BESS tout en atténuant les dangers potentiels. Voici quelques mesures de sécurité clés à garder à l’esprit :

  1. Emplacement et installation appropriés: Assurez-vous que votre BESS est installé et placé dans un endroit qui respecte les règles de sécurité et les meilleures pratiques. Cela peut inclure une distance suffisante par rapport aux autres structures ou le respect de directives spécifiques des autorités locales.
  2. Gestion thermique: Pour éviter la surchauffe, un système de gestion thermique robuste doit être mis en place. Cela comprend des capteurs de température, des systèmes de refroidissement et une surveillance régulière pour maintenir des températures de fonctionnement optimales.
  3. Protection contre le feu: Mettre en œuvre des mesures de protection contre l'incendie telles que des enceintes résistantes au feu et des systèmes d'extinction d'incendie appropriés, en particulier dans les installations BESS à grande échelle. De plus, assurez-vous que votre système est conforme aux codes locaux de sécurité incendie.
  4. Maintenance régulière: Effectuez des inspections et une maintenance de routine pour garantir le fonctionnement sûr de votre BESS. Cela comprend la vérification des cellules de la batterie, des connexions et des systèmes de surveillance pour détecter tout signe d'usure ou de dommage.
  5. Signalisation et étiquettes de sécurité: Étiquetez clairement tous les dangers et avertissements de sécurité autour de votre installation BESS, y compris les risques électriques et liés aux incendies. Cela permet de garantir que toute personne interagissant avec le système est pleinement consciente des dangers potentiels.
  6. Préparation aux urgences: Avoir un plan d'intervention d'urgence en place, avec des rôles, des responsabilités et des procédures clairement définis. Cela doit inclure les informations de contact en cas d'urgence, les voies d'évacuation et les plans pour résoudre tout problème potentiel qui pourrait survenir avec votre BESS.

Maintenance et efficacité du BESS

Maintenance et efficacité du BESS

L’entretien de votre système de stockage d’énergie par batterie est essentiel pour garantir des performances et une efficacité durables. Comme tout autre système électrique, maintenance régulière et la surveillance de votre BESS peut aider à identifier les problèmes potentiels et à assurer le bon fonctionnement du système.

Un aspect important de la maintenance consiste à vérifier système de gestion de batterie (BMS), qui garantit la sécurité et l'efficacité du système de batterie. En gardant un œil sur le BMS, vous pouvez optimiser le stockage et l'utilisation de l'énergie, et potentiellement prolonger la durée de vie des batteries.

Pour garantir que votre BESS reste efficace, vous devez également être conscient de facteurs tels que densité d'énergie. Il s’agit de la quantité d’énergie qui peut être stockée dans une batterie par unité de volume ou de masse. Une densité énergétique plus élevée signifie généralement un système de batterie plus petit et plus léger, ce qui facilite son intégration dans diverses applications. Gardez à l'esprit que la densité énergétique peut affecter l'efficacité globale de votre BESS, alors choisissez les batteries avec une densité énergétique appropriée à vos besoins spécifiques..

Voilà quelque conseils d'entretien général pour vous aider à maintenir l’efficacité et le bon fonctionnement de votre BESS :

  • Inspecter Vérifiez les batteries, les connecteurs et les bornes pour détecter tout signe de corrosion ou de dommage.
  • Faire le ménage le compartiment de la batterie et les bornes pour éviter l’accumulation de saleté et de débris.
  • Serrer toutes les connexions desserrées pour assurer un transfert d’énergie optimal.
  • Test Vérifiez régulièrement les batteries pour vous assurer qu’elles tiennent la charge et fonctionnent comme prévu.
  • Moniteur la température, la tension et le courant du système pour garantir qu'il fonctionne selon les paramètres prévus.
  • Remplacer tout composant endommagé ou sous-performant, selon les besoins.

La relation entre les micro-réseaux et le BESS

Imaginez vivre dans une communauté qui produit et consomme sa propre électricité. C’est là que les micro-réseaux entrent en scène. Un micro-réseau est un réseau électrique à petite échelle qui connecte les ressources énergétiques locales, comme les panneaux solaires, les éoliennes ou les générateurs de gaz, aux charges électriques locales. Il peut fonctionner de manière autonome ou en conjonction avec le réseau électrique principal, offrant ainsi une plus grande fiabilité et flexibilité.

L’un des composants clés d’un micro-réseau est le système de stockage d’énergie par batterie. Un BESS stocke l’énergie sous forme d’électricité, qui peut être distribuée lorsque la demande atteint un pic ou lorsque les sources d’énergie renouvelables sont indisponibles par intermittence. Cela permet de garantir que votre approvisionnement en électricité reste stable et ininterrompu.

Avantages du BESS dans les micro-réseaux :

  1. Alimentation sans interruption (UPS) : BESS agit comme une solution de secours fiable pour éviter les pannes de courant et maintenir l'alimentation électrique lorsque le réseau principal est en panne ou lors d'urgences telles que des catastrophes naturelles.
  2. Stabilité du réseau : En répondant instantanément aux fluctuations de la demande énergétique, BESS contribue à un réseau plus stable et plus efficace. Ceci est particulièrement crucial lorsque des sources d’énergie renouvelables comme le solaire et l’éolien à rendement variable sont intégrées au micro-réseau.
  3. Optimiser l’intégration des énergies renouvelables : BESS contribue à fluidifier l’approvisionnement énergétique à partir de sources renouvelables intermittentes, permettant une utilisation efficace de l’énergie disponible et réduisant le besoin de générateurs à combustibles fossiles.
  4. Gestion des charges : En stockant l’énergie excédentaire pendant les heures de faible demande et en la libérant pendant les périodes de forte demande, le BESS contribue à réduire les charges de pointe et à alléger la tension sur le réseau principal.

Services de réseau et BESS

Alors que les besoins du réseau électrique évoluent et que les ressources énergétiques renouvelables comme l’énergie solaire et éolienne continuent de gagner en popularité, les systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) deviennent un outil essentiel pour maintenir un fonctionnement optimal du réseau. Cette section expliquera comment BESS peut fournir des services de réseau précieux, optimiser la qualité de l'énergie et prendre en charge les ressources énergétiques distribuées.

Tout d'abord, discutons services de réseau. Les services de réseau sont les différentes activités et solutions que les systèmes de stockage d'énergie par batterie effectuent pour soutenir la fiabilité et la stabilité du système électrique. Quelques exemples incluent la régulation de fréquence, l’équilibrage de l’énergie et la réduction de la demande de pointe. Avec BESS, les services publics peuvent stocker l’énergie excédentaire produite pendant les périodes de faible demande et la restituer lorsque la demande est élevée, contribuant ainsi à maintenir une alimentation électrique équilibrée sur le réseau.

À mesure que la grille intègre davantage ressources énergétiques distribuées (DER) comme le solaire et l’éolien, il devient crucial de maintenir la qualité de l’énergie. L'intégration de grandes quantités d'énergie renouvelable variable peut entraîner des problèmes de qualité de l'énergie, notamment des fluctuations de tension, des distorsions harmoniques et des déséquilibres de fréquence. BESS peut aider à atténuer ces problèmes en absorbant ou en déchargeant de l'énergie selon les besoins, garantissant ainsi que la qualité globale de l'énergie reste stable.

En termes de qualité de l'alimentation, un BESS peut aider à maintenir la tension et la fréquence du système, réduisant ainsi le risque de coupures de courant ou de baisse de tension. Par exemple, en cas d’augmentation soudaine de la demande ou de baisse de la production renouvelable, un BESS peut libérer l’énergie stockée pour stabiliser le réseau et éviter les perturbations. Cette réponse rapide est cruciale pour garantir une alimentation électrique fiable aux consommateurs.

Maintenant, considérons fréquence régulation. Le système électrique fonctionne à une fréquence spécifique, maintenue pour fournir un approvisionnement stable et continu en électricité. Lorsque l’équilibre entre l’offre et la demande d’énergie est perturbé, les BESS peuvent intervenir. En chargeant ou en déchargeant rapidement l’énergie, ils aident à contrôler la fréquence du système et à prévenir d’éventuelles pannes de courant.

Questions fréquemment posées

Quels sont les principaux composants d’un BESS ?

Un système de stockage par batterie comprend généralement des cellules de batterie disposées en modules organisés en chaînes pour obtenir la tension continue nécessaire. Ces chaînes sont souvent appelées racks. Les sorties CC combinées des racks sont ensuite dirigées vers un système de conversion de puissance (PCS), qui est un onduleur à 4 quadrants qui convertit l'énergie CC en électricité CA utilisable.

Comment les installations BESS contribuent-elles à stabiliser le réseau électrique ?

Les installations BESS jouent un rôle essentiel dans la stabilisation du réseau électrique. Ils fournissent une alimentation de secours en cas de panne, aident à niveler la charge et aident à gérer les fluctuations de l’offre et de la demande d’électricité. En chargeant et en déchargeant rapidement l'énergie, les installations BESS peuvent maintenir la stabilité et la fiabilité du réseau dans des situations telles que des changements soudains dans la production d'énergie renouvelable ou des pics inattendus de la demande.

Quels sont les principaux avantages de la mise en œuvre d’un BESS ?

La mise en œuvre d'un système de stockage d'énergie par batterie offre plusieurs avantages clés, notamment une stabilité et une fiabilité améliorées du réseau, une utilisation accrue de sources d'énergie renouvelables, une dépendance réduite à l'égard des centrales électriques à combustibles fossiles et des économies potentielles grâce à l'arbitrage énergétique et à une baisse des frais de demande de pointe. De plus, la technologie BESS peut fournir une alimentation de secours en cas d'urgence, contribuant ainsi à minimiser l'impact des pannes de courant.

Quels sont les principaux fabricants de technologies BESS ?

Il existe de nombreux fabricants sur le marché de la technologie BESS, avec des acteurs clés tels que Tesla, LG Chem, Samsung SDI, Panasonic et Deye, entre autres. Ces fabricants proposent une gamme de produits et de solutions de stockage d’énergie par batterie, répondant à divers besoins et applications dans le secteur des énergies renouvelables. En comparant les offres de ces grands fabricants, vous pouvez trouver la solution adaptée à vos besoins spécifiques en matière de stockage d'énergie.

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