stockage d'énergie : possibilités et écueils

59
26 juil 2018 Ken Collison VP Résilience du système d'alimentation Stockage d'énergie : Possibilités et écueils Atelier au sujet des normes et des technologies pour soutenir le développement énergétique du Bénin Cotonou, Bénin

Upload: others

Post on 31-Oct-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

26 juil 2018

Ken CollisonVP

Résilience du système

d'alimentation

Stockage d'énergie : Possibilités et écueils

Atelier au sujet des normes et des technologies pour soutenir le développement énergétique du Bénin

Cotonou, Bénin

Présentation de l'entreprise ICF

Entreprise mondiale

proposant des services

professionnels,

technologiques et de

marketing

de chiffre d’affaires annuel

+1 Billion USD$

80 nationalitéslangues

parlant plus de

70

Plus de

5 000 Personnes

Une présence mondiale avec plus de 65

bureaux dans 14 pays, son siège social

étant dans la région de Washington, DC

ICF : Qui nous

sommesUne multinationale se développant depuis 1969

Résumé

Aperçu du stockage

Technologies de stockage

Systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS)

Applications de stockage par batterie

Tendances des coûts

Stockage par batterie dans la planification de services publics

Avantages

Défis

Rôle du stockage dans l'intégration des énergies renouvelables

Défis posés par l'intégration de l'énergie renouvelable

Solutions de stockage par batterie

3

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer. 4

Aperçu du stockage

Technologies et applications

Technologies de stockage

5

Électromécanique

• Énergie hydraulique par pompage

• Air comprimé (CAES)

• Volant d'inertie (FES)

Électrochimique - Batteries à état solide

• Lithium-ion (Li-ion)

• Sodium-soufre (NAS)

• Plomb-acide (PbA)

• Nickel-cadmium (NiCad)

Électrochimique - Batteries à flux

• Vanadium redox (VRB)

• Zinc-brome (ZnBr)

Thermique

• Sel fondu

• Stockage d'énergie à air liquide

Magnétique

• Stockage d'énergie magnétique supraconducteur (SMES)

Classement des technologies de stockage d'énergie

Source : State Of Charge, Massachusetts Energy Storage Initiative Study

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Le lithium-ion offre une puissance et une densité d'énergie élevées avec un

cycle de vie modéré

Les batteries à flux ont le potentiel d’atteindre une longue durée de vie, la

technologie principale étant le vanadium redox

Comparaison des technologies de batterie

7

Schéma d'un système de stockage d’énergie par batterie

Un système de stockage

de l'électricité comprend

Unité de stockage

Dispositif électronique de

conversion d'énergie.

Ils sont complétés par

d'autres composants

« balance of plant » :

Systèmes de surveillance et

de contrôle

Bâtiment ou boîtier physique

Appareillage électrique

Matériel pour la connexion

au réseau ou à la charge du

client.

8

Source : Sandia National Laboratory

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Composants des systèmes de stockage d'énergie par

batterie - II

9

Batterie/système

de gestion de

batterie

Convertisseur de

puissanceDisjoncte

ur/comm

utateur

Disjoncte

ur/comm

utateurTransformateur

Disjoncte

ur/comm

utateur

Réseau

d’aliment

ation

Contrôle Protection

Surveillance et communications

Composant Fonction

Batterie Mécanisme de stockage qui contient l'énergie/charge dans le système pour

l'utiliser à un autre moment.

Système de gestion

de batterie

Système de contrôle intégré avec module de batterie, souvent procuré par le

fournisseur de la batterie. Surveille et contrôle les tensions, la température,

l'équilibrage, etc. du module de batterie.

Convertisseur Appareil qui convertit le courant continu en courant continu.

Onduleur Appareil qui convertit le courant continu en courant alternatif ou vice versa.

Module de contrôle de

l'alimentation/Systèm

e de gestion de

l'énergie

Contrôles (matériel et logiciel) qui gèrent le fonctionnement du système de

stockage d'énergie. Peut inclure une interaction avec le réseau. Également

appelé le contrôleur maître.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Composants d'un systèmes de stockage d'énergie par

batterie (BESS)

10

Batterie/système

de gestion de

batterie

Convertisseur de

puissanceDisjoncte

ur/comm

utateur

Disjoncte

ur/comm

utateurTransformateur

Disjoncte

ur/comm

utateur

Convertis

seur de

puissanc

e

Grille

Contrôle Protection

Surveillance et communications

Batteries/système de gestion de batteries

Convertisseurs/onduleurs

Module de contrôle de

l'alimentation/Système de gestion de

l'énergie

Contrôle, protection, surveillance et communications

Autres composants

o Efficacité aller-retour

o État de charge (énergie)

o Cycles par année

o Capacité, durée (kWh, h)

o Dégradation/vie

o Conditions de service : température,

puissance, plage en SOE, SOE en

veille, cycles par jour, temps calendaire

Mesures d’un BESSComposants d’un BESS

Architecture de stockage couplée CA

Avantages

Facile à adapter à des actifs

existants

Peut interfacer directement avec

le réseau

Peut prendre en charge des

services en amont du compteur

(IFM) et en aval du compteur

(BTM)

Inconvénients

Les services BTM peuvent exiger

une conversion supplémentaire

(CC/CA)

Ne peut pas récolter de l'énergie

écrêtée dans les systèmes PV

Peut être limité par des PPA/IA

existants ou peut nécessiter une

nouvelle négociation11

+-

=

~…Rés

eau

=

~

Onduleur CC/CA

Onduleur CC/CABatterie

Panneaux solaires

Cycle de décharge

Cycle de charge

Architecture de stockage couplée CC

Avantages

Recommandé pour applications

BTM

Peut capturer de l’énergie écrêtée

dans des systèmes à fort ratio

CC/CA

Inconvénients

Services IFM plus difficiles à

servir, conversion supplémentaire

Moins résistant

Certains marchés ont des

restrictions sur la taille des

systèmes à couplage CC

12

+-

=

=

=

~…Rés

eau

Onduleur CC/CA

Convertisseur CC/CCBatterie

Panneaux solaires

Cycle de charge

Cycle de décharge

Nombre de cycles de la batterie

Dégradation de la batterie en

partie déterminée par le débit

d'énergie ou les cycles

Nombre de cycles types de

fin de vie (EOL) jusqu'à

atteindre 80 % de la capacité

nominale de la batterie

Les cas d'utilisation ont un

impact sur le nombre de

cycles de la batterie

D'autres facteurs influent sur

le cycle de vie

Température

C-Rate

Profondeur de décharge (DOD)

État de charge de veille(SOC)

/État de l'énergie (SOE)

13Nombre de cycles

ÉlevéFaible

Évitement

des

délestages

UPS/redém

arrage à

froid

Réserve/demande

de réduction de

charge

Décalage

temporel/arbitrag

e dans le secteur

de l'énergie

Réglementat

ion

SO

E e

n v

eill

e

Fa

ible

Éle

Vie utile des batteries

Les batteries sont aussi

affectées par la dégradation

de leur vie utile, entrainant

une réduction de leur

capacité

Est fonction de

l’autodécharge et de

réactions au niveau interne

Varie largement selon le

fabricant

Les facteurs comprennent

Température

DOD

SOC/SOE

14

80 % EOL

Applications de ressources de stockage - I

15

Services d’énergie de

masse

Décalage temporel de

l'énergie électrique (arbitrage)

Report des ressources

de production

Services auxiliaires

Régulation

Réserves de fonctionnement

Maintien de tension

Redémarrage à froid

Services d'infrastructure

de transport

Report de mise à niveau du transport

Soulagement de la

congestion du transport

Services d'infrastructure de distribution

Report de mise à

niveau de distribution

Maintien de tension

Services de gestion de l'énergie du

client

Qualité de l'alimentation

Fiabilité de l'alimentation

Décalage temporel de

l'énergie électrique au

détail

Gestion de la charge de la demande

Systèmes hors réseau

Systèmes solaires

domestiques

Mini-réseaux :

Services du stabilité du système

Source : U.S DOE/EPRI et ICF

Applications de ressources de stockage - II

16

Application Description

Arbitrage de

l'énergie

Charge le système de stockage avec l'électricité achetée au cours

des périodes d’heure creuse et décharge l'électricité vers le

réseau pendant celles d’heure pleine

Report des

ressources de

production

Réduit ou diminue le besoin d'installer de nouvelles capacités de

production

Capacité de réserveMaintient le fonctionnement lorsqu'une partie de l'alimentation

normale n'est plus disponible

Complément de

capacité

La puissance de sortie variable, intermittente d'une centrale de

production d'énergies renouvelables peut être maintenue à un

niveau déterminé pour une période de temps. Le système de

stockage d'énergie lisse la sortie et contrôle la montée en

puissance pour éliminer les fluctuations rapides de tension et de

puissance sur le réseau électrique

Maintien de tensionS'oppose aux effets réactifs à la tension du réseau qu'elle puisse

être maintenue ou rétablie

Applications de ressources de stockage - III

17

Application Description

Soutien au transport

Améliore les performances du système de transport et de

distribution en compensant les irrégularités électriques et les

interruptions

Soulagement de la

congestion du

transport

Évite les coûts liés à la congestion en déchargeant au cours de la

demande de pointe pour réduire les besoins en capacité de

transport

Report et

substitution de mise

à niveau du T&D

Retarde ou évite la nécessité d'améliorer l’infrastructure de

transport et/ou de distribution

Fiabilité de

l'alimentation

Fournit de l'énergie pendant les pannes de courant totales

prolongées

Qualité de

l'alimentation

Protège les charges sur site lors des épisodes de qualité

amoindrie en utilisant le stockage d'énergie pour offrir une

protection contre les variations de fréquence, les facteurs de

réduction de puissance et d'autres interruptions

Régulation/contrôle

de fréquence

Maintient l'équilibre entre l'offre et la demande pour réguler la

fréquence du système

Exigences des applications - Exemple

18

ApplicationTemps de

réponse

Durée de

décharge

Efficacité

aller-retour

Nombre de

cycles (type)

Complément de

capacité1 à 2 secondes

Minutes à

heures75-90 % ~ 2 par jour

Arbitrage de l'énergie 5 à 30 minutes 2 à 6 heures 70-80 % ~ 1 par jour

Régulation de

fréquenceSecondes

15 minutes à 2

heures75-90 % 20 à 40 par jour

Maintien de tensionMillisecondes à

secondes

1 seconde à 1

minute־־ 10 à 100 par jour

Soutien au transport >1 heure 2 à 4 heures 99,9 % 1 par jour

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

La durée de l’énergie stockée importe...

Le premier bloc d’1 heure fournit la plus haute valeur de capacité (incrémentale)

Un stockage de l'énergie de plus de 4 heures offre ≈ 100 % de valeur de capacité

Valeur incrémentale de la

capacité

1er bloc horaire – 46 %

2e bloc horaire – 20 %

Effet de saturation entre en

action pour le stockage > 4

h

46%

66%

+20%

Valeur de la suffisance des ressources depuis le stockage

19

Applications de stockage par batterie à grande échelle aux États-Unis (2016)

20

Source : U.S. Energy Information Administration

T&D exemples

21

Source : Fluence

Parts de capacité d’alimentation globale de stockage d’énergie par principaux cas d'utilisation et groupe de technologies

22Source : IRENA

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer. 23

Aperçu du stockage

Tendances des coûts

Coût moyen du stockage - ExempleCoûts du système

24

Source : Lazard

Coût moyen du stockage - $/MWh

25

Source : Lazard

Comparatif du coût en capital (stockage) - $/kWh

26

Source : Lazard

Comparatif du coût en capital (stockage) - $/kW

27

Source : Lazard

Comparatif du coût en capital (production) - $/MWh

28

Source : Lazard

Comparatif du coût en capital (production) - $/kW

29

Source : Lazard

Comparatif du coût moyen - $/MWh

30

Diminution des coûts des énergies renouvelables

31

Source : Public Service Company of Colorado, 2017 All Source Solicitation

Potentiel de réduction des coûts de batterie par source

32

Note: Batterie au phosphate de fer lithié type

Source : IRENA

Croissance du stockage d'énergie aux États-Unis

33

Source : GTM Research

Croissance du stockage d'énergie aux États-Unis

34

Source : GTM Research

Capacité globale d'alimentation opérationnelle en électricité par technologie

35

Source : IRENA

Capacité de stockage électrochimique globale

36

Source : U.S. DOE

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer. 37

Avantages et inconvénients d’un système de batteries pour la planification d'un service public

Avantages et défis du stockage dans la planification d'un service public

Avantage

Montée en puissance rapide

Aucun coût de démarrage ou d’arrêt

Cycle rapide

Moins de problèmes de permis et d'implantation

Peut être déployé à proximité d’une zone de besoin

Défis

Énergie limitée

Coût augmentant avec la durée

38

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer. 39

Stockage dans l’intégration d’ER : Défis de la production d'énergie renouvelable

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

Intermittence et variabilité

Saisonnalité

Défis de prévision

Absence de corrélation

avec la charge

Dépendant de

l'emplacement

Montée en puissance

abrupte

Perte d'inertie

Ressources distribuées

pas acheminables

40

Heure du jour

Pu

issa

nce

de

sort

ie n

orm

alis

ée

Solaire

Éolien

Profils éolien et solaire - Exemple

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

41

Intermittence

La production de ressources

n'est pas disponible tout le temps

Variabilité non contrôlée

modifications ponctuelles des

ressources

nécessite une alimentation

supplémentaire, une régulation

de fréquence, un maintien de

tension

Imprévisibilité partielle

requiert une précision

prévisionnelle limitée

Dépendance à l'emplacement

ne peut être optimal par rapport

au réseau

nécessite de nouvelles capacités

de transport

Pas

d'alimentati

on après le

coucher du

soleil

Alimentation

disponible, mais

fluctuante

Solaire

Éolien

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

42

Absence de corrélation avec

la charge

Pics solaires lorsque la charge

est relativement faible

Diminue lors de pics de charge

Saisonnier

Production type varie selon le

moment de l'année

Charge normalisée du Ghana et production photovoltaïque solaire représentative

Source : Ghana IRRP

Charge

commence à

atteindre un

pic

Déclin solaire

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

43

Exigences de montée en

puissance

L'augmentation de la pénétration des

énergies renouvelables appelle à

accroître la capacité de montée en

puissance

Le 16 mars de cette année, la

production des ressources éoliennes

dans le SPP a atteint près de 62 % de

la charge du système.

En 2017, le système du SPP a fait

face à des exigences de montée en

puissance moyenne de près de 4 000

MW dans un bloc de quatre heures au

matin

De même, les exigences en baisse de

puissance ont été en moyenne de 4

500 à 5 000 MW pendant les heures

du soir dans le SPP

Exigence de

montée en

puissance abrupte

Exigence de baisse

de puissance

abrupte

Courbe de profil de production nette moyenne pour le SPP selon

l'heure de la journée (pour une semaine de printemps type en mars)

Source : Compilé par ICF en utilisant des données de marché de SPPNote: La production nette comprend celle des unités d’appoint (hors éolien et solaire).

Pénétration de l’éolien dans des ISO/RTO sélectionnés

ISO/RTO Pénétration horaire la plus

élevée de l’éolien

Pénétration moyenne

annuelle de l’éolien

SPP62.13 %

40%

CAISO ~25% 9%

ERCOT 54% 17,4%

La pénétration horaire la plus élevée des énergies renouvelables en Californie était de54 %, avec 29 % de solaire.Source : Compilé à partir de rapports ISO/RTO

Perte d'inertie

44

5

L'augmentation de la

pénétration des énergies

renouvelables affecte la

réponse dynamique de

l'ensemble du système

d'alimentation

Au-dessus de 20 % de

pénétration, les

oscillations persistent

suite à la perte d'une

source majeure de

production

Courbe de fréquence montrant l'impact de la perte

d'un générateur hydroélectrique à Akosombo

30 % de

pénétration

solaire PV 20% de

pénétration

solaire PV

0-10 % de

pénétration

solaire PV

Source : Ghana IRRP

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Autres services auxiliaires

Source de la figure : Étude des RPS à Hawaï

Étude des normes d'inclusion des ressources renouvelables à Hawaï - Un scénario simulé avec 40 % de

la charge électrique fournie par l'énergie solaire et éolienne.

Énergie solaire PV - 30 %

Énergie éolienne - 10 %

En 2015, 23,4 % de l'électricité d’Hawaï était générée à partir d'énergies renouvelables. L’objectif des normes

d'inclusion des ressources renouvelables (RPS) à Hawaï est d’atteindre 100 % de pénétration des énergies

renouvelables d'ici à 2045

La fameuse courbe du canard - Ce n'est pas seulement une question de flexibilité, mais peut se

manifester sous la forme d'un problème de stabilité du réseau.

45

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

La fameuse courbe du canard

46

Le PV solaire distribué non acheminable

ôte du réseau un service accessoire

important : réserves à la baisse

Améliorations :

• Changements de fonctionnement - Ressources plus

flexibles

• Intégration de ressources comme un stockage prenant en

charge le solaire

• Nouveaux contrôles d'onduleur - Signaux de délestage en

fonction de la fréquence

Source : CAISO Source : Hawaii Electric Company

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

47

Le réseau fonctionne dans toutes les échelles de temps, et le stockage d'énergie peut tirer profit

d'un grand nombre d'applications

Cas d'utilisation et services courants

Contrôle de la montée en

puissance

+/- 10 % de la capacité maxi de la

centrale par minute

Microréseaux/îlots

Lissage et complément du PV

Maintenir la production du

système dans la fenêtre

15 à 30 minutes

Façonnage/transfert

d’alimentation

Fournir une alimentation régulière

et prévisible

48

Cas d'utilisation et services courants

Écrêtement de la demande de pointe (suivi de

charge, décalage temporel)

Décaler la production pour correspondre au

profil de charge

49

Régulation de fréquence

Fournir ou absorber de l'énergie pour équilibrer la

production et la fréquence

Source : Younicos

Service de régulation de la fréquence - Maui, Hawaï

Caractéristiques de la production d'énergie renouvelable

50

La Californie utilise différentes catégories de capacité flexible

pour répondre aux besoins de montée en puissance

La variation des besoins en énergie permet la participation de

ressources limitées en énergie comme des batteries.

Source : California Regional Resource Adequacy, Issue Paper, décembre 2015

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Stockage de l'énergie et courbe du canard

Le stockage atténue le problème de la surproduction

Source de la figure : Étude des RPS à Hawaï

Le stockage de l'énergie diminue la surproduction en

fonctionnant à son cycle de charge normal

Les programmes pilotes de la commission des

services publics en Californie encouragent les

gros consommateurs d’électricité à déplacer

leur utilisation dans le milieu de la journée

PG&E a proposé un crédit de « super heure

creuse » de 4 cents/kWh de 8 h 30 à 15 h 30 en

mars, avril, et les weekends et jours fériés en mai

et juin

SDG&E a proposé une tarification horaire

dynamique au secteur agricole et aux stations de

pompage. Les crédits devraient baisser entre 10 h

et 14 h de novembre à avril.

51Distribution des prix négatifs selon les niveaux de

pénétration de l’éolien dans le SPP

Inertie numérique d'un système de stockage par batteries

52Source : Batteries: Beyond the Spin, Everoze Energy Partners

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer.

Informations exclusives et confidentielles à ICF Ne pas copier,

distribuer ou communiquer. 54

ANNEXE

Terminologie du stockage par batteries - I

55

Terme Définition

Capacité Quantité d'énergie qui peut être stockée par le système de stockage, en kWh.

Densité de l'énergie Ratio de l’énergie disponible depuis un système de stockage par rapport à son

volume. Les systèmes à plus faible densité d'énergie requièrent plus

d'espace pour l'installation, mesuré en kWh/litre ou kWh/m³.

Densité de puissance Ratio de la puissance disponible depuis un système de stockage par rapport à

son volume. Pour les applications de forte puissance avec une courte durée

d'utilisation de la puissance comme dans les véhicules électriques hybrides,

par exemple à des fins d'accélération, une forte densité de puissance est

importante pour atteindre un poids et un volume réduits du système de

stockage. La densité de puissance est mesurée en W/litre ou W/m3.

Profondeur de

décharge (DoD)

À quel point la batterie est déchargée. Pour une batterie qui est 100 %

chargée, le DoD est de 0 %. Pour une batterie qui a fourni 30 %, le DoD est

de 30 %. Pour une batterie qui est 100 % déchargée, le DoD est de 100 %.

Capacité Quantité d'énergie qui peut être stockée par le système de stockage, en kWh.

Terminologie du stockage par batteries - II

56

Terme Définition

Densité de l'énergie Ratio de l’énergie disponible depuis un système de stockage par rapport à son

volume. Les systèmes à plus faible densité d'énergie requièrent plus

d'espace pour l'installation, mesuré en kWh/litre ou kWh/m³.

Densité de puissance Ratio de la puissance disponible depuis un système de stockage par rapport à

son volume. Pour les applications de forte puissance avec une courte durée

d'utilisation de la puissance comme dans les véhicules électriques hybrides,

par exemple à des fins d'accélération, une forte densité de puissance est

importante pour atteindre un poids et un volume réduits du système de

stockage. La densité de puissance est mesurée en W/litre ou W/m3.

Profondeur de

décharge (DoD)

À quel point la batterie est déchargée. Pour une batterie qui est 100 %

chargée, le DoD est de 0 %. Pour une batterie qui a fourni 30 %, le DoD est

de 30 %. Pour une batterie qui est 100 % déchargée, le DoD est de 100 %.

Nombre de cycles Le nombre de cycles de charge/décharge qu'une batterie peut atteindre avant

que sa capacité nominale ne soit inférieure à 80 %. Spécifié à un certain DoD

et à une certaine température. Le nombre de cycles requis dépend de

l’application. Mesuré en nombre de cycles de charge/décharge.

Taux d'auto-décharge Réactions chimiques internes réduisant la charge stockée de la batterie sans

aucune connexion entre les électrodes et diminuant sa durée de vie. Mesuré

en pourcentage d’énergie perdu chaque jour.

Terminologie du stockage par batteries - III

57

Terme Définition

Durée de décharge Le temps pris par un dispositif de stockage de l'électricité pour se décharger

au niveau précisé (DoD) lorsqu'il est complètement chargé. Une courte durée

de décharge est souhaitable pour les applications de haute puissance tandis

qu’une durée plus longue est adaptée pour les applications de haute énergie.

Mesurée en secondes, minutes ou heures.

Temps de réponse Le temps pris par un système de stockage pour atteindre sa pleine puissance

après qu’elle ait été demandée. La somme de ses délais de démarrage et de

montée en puissance, mesurée en secondes ou minutes.

Taux de

charge/décharge (C-

Rate)

Le taux auquel une batterie est chargée/déchargée par rapport à sa capacité

maximale. Un taux de 1C signifie que le courant de décharge déchargera

l'ensemble de la batterie en 1 heure.

Pour une batterie d'une capacité de 100 A-h :

• Capacité de décharge de 1C à 100 A pendant 1 heure

• Capacité de décharge de 0,5C à 50 A pendant 2 heures

• Capacité de décharge de 5C à 500 A pendant 12 minutes

Bien que certaines batteries peuvent se charger et se décharger à des taux

identiques, c’est le plus souvent asymétrique.

C-Rate élevé utilisé pour des applications de puissance, C-Rate faible pour

des services d’énergie. Des services cumulés peuvent exiger les deux à la

fois.

Terminologie du stockage par batteries - IV

58

Terme Définition

Efficacité aller-retour

(RTE)

La quantité d'énergie perdue alors qu'elle passe de la production, à la charge

de batterie, jusqu'à la décharge vers le réseau. Mesurée en pour cent.

Les différences entre les catégories de technologies peuvent être importantes.

Dépend de :

• Environnement - température

• Service de puissance par rapport à un service d’énergie (profil

opérationnel) - convertisseurs CC/CC

• Architecture du système (CC/couplé avec CA) - Durée de charge par

rapport aux trajets de décharge

État de charge (SOC) La quantité de charge contenue dans la batterie, mesurée en pourcentage ou

A-h.

État de l'énergie

(SOE)

La quantité d’énergie contenue dans le système de stockage, mesurée en

pourcentage ou en kWh.

Surveille l’énergie disponible de la batterie plus précisément qu’avec le SOC.

SOE ou SOC de

veille

SOC/SOE maintenu dans la batterie afin de prendre en charge certains cas

d'utilisation, comme une réserve, un redémarrage à froid ou un UPS.