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Une batterie à flux économique et innovante qui nous promet un avenir alimenté par les énergies renouvelables

Une nouvelle batterie redox vanadium pourrait bien devenir une solution rentable pour rendre plus constant l’approvisionnement en énergie éolienne et solaire, variable par nature.

Énergie

Recourir à une énergie propre et durable représente une solution concrète à la crise énergétique actuelle. Mais il faut bien plus que des fermes solaires et des éoliennes pour que les énergies renouvelables profitent véritablement à la société et à l’environnement. Les progrès dans ce domaine dépendent de la nature intrinsèquement aléatoire et intermittente des énergies renouvelables. Parvenir à stocker l’électricité excédentaire est essentiel pour créer un réseau plus souple et plus fiable et pour soutenir des systèmes énergétiques autonomes. Cependant, les technologies actuelles de stockage de l’énergie ne répondent pas à l’ensemble complexe d’exigences technologiques, environnementales et économiques fixées par les industries des énergies renouvelables. Afin de résoudre ce problème, le projet VR-ENERGY, financé par l’UE, a mis au point une nouvelle version de la technologie du flux redox au vanadium. Ce procédé flexible et modulaire peut être dimensionné très précisément en fonction des besoins en puissance et en énergie d’une installation d’énergie renouvelable. Par ailleurs, outre sa longue durée de vie et ses besoins limités en matière d’entretien, cette batterie conserve plus de 80 % de son efficacité, y compris à faible charge, et 100 % de sa capacité initiale, même après un nombre infini de cycles. Au cœur de la technologie de VR-ENERGY se trouve un concept exclusif de «cellule unique» qui repose sur le fonctionnement indépendant de chaque cellule. Les principaux paramètres de fonctionnement des cellules (tension, flux d’électrolyte, état de charge et répartition du courant dans la cellule) sont surveillés et contrôlés électroniquement. Combinée à d’autres innovations, cette conception confère au système des avantages uniques: personnalisation complète, haut rendement, longue durée de vie, fonctionnement sûr et compatibilité totale avec les sources d’énergie renouvelables.

Créer des solutions de stockage à toutes les échelles

Les énergies renouvelables connaissent deux grandes tendances: une croissance très rapide de la capacité de production d’électricité installée et une réduction spectaculaire des coûts, qui ne cesse de s’accélérer. «Le stockage de l’énergie est une technologie clé qui permet d’augmenter fortement la part des énergies renouvelables variables; mais pour rester viable, elle doit continuer à évoluer au même rythme», souligne Luis Collantes, coordinateur de VR-ENERGY. «La flexibilité de ces nouvelles batteries redox vanadium devrait permettre de les adapter aux installations renouvelables comme les parcs solaires ou les parcs éoliens à différentes échelles», ajoute Luis Collantes. Contrairement aux batteries lithium-ion, les batteries redox vanadium ne maintiennent pas un rapport énergie/puissance fixe (c’est-à-dire le rapport entre la puissance pouvant entrer ou sortir de la batterie par rapport à la quantité d’énergie pouvant être stockée). L’électrolyte est stocké dans deux réservoirs distincts reliés à un réacteur où les électrons peuvent être échangés. La tension est contrôlée par les électrodes des cellules, et la capacité totale de la batterie est déterminée par la taille des réservoirs. L’ajout de cellules électrochimiques supplémentaires et l’augmentation de la quantité de solution d’électrolyte permettent, respectivement, d’augmenter la puissance et d’accroitre la capacité de stockage de la batterie à flux redox vanadium.

Un coût raisonnable susceptible d’accélérer la commercialisation

«Le stockage de l’énergie est un secteur émergent en développement constant qui remodèle le marché des énergies renouvelables. Les économies d’échelle et les courbes d’apprentissage auront un impact majeur sur les industries de ce secteur, mais nous savons que, pour que notre technologie soit viable, elle doit reposer sur des bases compétitives en terme de coûts. La réduction des coûts à tous les niveaux sera obtenue grâce à une combinaison de plusieurs modèles commerciaux et à des niveaux plus élevés de conformité industrielle», explique Luis Collantes. Pour que la commercialisation de solutions de stockage d’énergie à grande échelle soit couronnée de succès, les prix doivent baisser fortement et passer de la large fourchette allant actuellement de 500 à 1 200 euros par kWh à moins de 100 euros par kWh au cours des cinq prochaines années.

Mots‑clés

VR-ENERGY, énergie renouvelable, stockage de l’énergie, électricité, batterie redox vanadium

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