Problématique de l’énergie

Présentation au sujet: "Problématique de l’énergie"— Transcription de la présentation:

1 Problématique de l’énergie

2 Problématique de l’énergie CHAPITRE 2: Stockage de l’énergie et sites isolés

3 Technologies de stockage de l’énergie
Liste non exaustive (La revue 3EI- Sept 2017) Stockage de l’énergie Energie massique (Wh/kg) Energie volumique (Wh/l) Rendement ou rendement de conversion Risques impactant la sécurité Hydrogène 33 000 2.75 à 1bar 2100 liquide 50% Explosion Essence Diesel 13 000 12 400 9 800 10 500 15 à 40% Bois 4000 1600 à 2000 Combustion lente Batteries 40 à 200 70 à 300 80 à 95% Dégazage, risques électriques Batteries == > Bons rendements lorsque l’énergie produite est précieuse

4 Différentes technologies de batteries Pour systèmes photovoltaïques
Plomb Acide Li Fe PO4 Li-ion Energie massique (Wh/kg) 30 à 50 100 à 120 100 à 200 Nombre de cycles 600 à 1200 2000 500 à 1000 Autodécharge mensuelle 5% 10% Tension nominale 2V 3.2V 3.6V Avantages Coût Densité d’énergie, coût et cycles Densité énergie et puissance Inconvénients Faible nrj Mort subite Charge à basse température Sécurité et coût Coût (en €/kWh) 200 à 250 1000 à 1800

5 Différentes applications des batteries
Batteries de démarrage : Démarrage véhicules thermiques ou GE Forts courants de démarrage pour un temps souvent inférieur à 1s On prélève beaucoup d’énergie sur un temps très court. Si on répète  mort de la batterie Pas utilisable pour du cyclage = = > Batteries de voiture à ne pas utiliser en PV Batteries de traction : Chariots élévateurs ou petits véhicules Décharge de 60 à 80% quotidienne pour une recharge la nuit. Electrodes renforcées pour recharge rapide et decharge profonde.(batteries tubulaires) = = > Batteries pas adaptées aux systèmes PV car souvent faible rendement

6 Différentes applications des batteries
Batteries stationnaires de secours : Télécoms et systèmes de secours Très peu utilisées, elles doivent posséder un bon maintien de charge, sans entretien. Cyclages pas fréquents = = > Batteries utilisables avec des systèmes PV si électrodes renforcées Batteries stationnaires Photovoltaïque: Systèmes PV isolés et raccordés Cyclages fréquents. = = > Batteries utilisables avec des systèmes PV

7 Vocabulaire sur les batteries

8 Vocabulaire sur les batteries
Capacité en Ah : Dépend fortement du temps de décharge, du régime de décharge

9 Vocabulaire sur les batteries
Documentation technique d’une batterie Capacité nominale donnée à C120

10 Vocabulaire sur les batteries

11 Vocabulaire sur les batteries

12 Technologies de batteries au Plomb

13 Technologies de batteries au Pb
Type VRLA Technologie VRLA : Valve Regulated Lead Acid == > Batteries étanches Du gaz s’échappe de soupapes de sécurité qu’en cas de surcharge ou défaillance == > SANS ENTRETIEN 2V OPzV 12V AGM 12V GEL Block Absorbant Glass Mat ( natte en fibre de verre) Courant de décharge élevé Pour temps court == > Télécom, démarrage, secours Electrolyte sous forme de gel Durée de vie plus longue et cyclages plus grands que AGM

14 Technologies de batteries au Pb
Type VRLA Batteries AGM : .500 cycles à décharge 100 %* exceptionnel .750 cycles à décharge 50 % .1800 cycles à décharge 30 % Résistance interne plus faible, plus de pèche Accepte un peu mieux les températures élevées 12 V 8 à 250 Ah 7ans < Durée de vie < 10 ans == > Télécommunication, démarrage, secours

15 Technologies de batteries au Pb
Capacité nominale: 10 hr discharge at 25 °C Durée de vie en floating: 20 years at 20 °C Durée de vie en cyclage: Technologies de batteries au Pb Type VRLA Batteries GEL : 12 V 60 à 265 Ah Capacité nominale: C20 à 25 °C Durée de vie en floating: 12 ans à 20 °C Durée de vie en cyclage: 500 cycles à décharge 80% 750 cycles à décharge 50% 1800 cycles à décharge 30% Batteries GEL : OPzV Ou Gel Long Life 2 V 600 à 3000 Ah Capacité nominale: C10 à 25 °C Durée de vie en floating: 20 ans à 20 °C Durée de vie en cyclage: 1500 cycles à décharge 80% 2500 cycles à décharge 50% 4500 cycles à décharge 30% 1500 cycles à décharge 80% 2500 cycles à décharge 50% 4500 cycles à décharge 30%

16 Technologies de batteries au Pb
Capacité nominale: 10 hr discharge at 25 °C Durée de vie en floating: 20 years at 20 °C Durée de vie en cyclage: Technologies de batteries au Pb Type VRLA 1500 cycles à décharge 80% 2500 cycles à décharge 50% 4500 cycles à décharge 30%

17 Technologies de batteries au Pb
Type OPZS Technologie batterie ouverte ou à électrolyte liquide : Durée de vie >20 ans à 20°C Batteries liquide ouvertes: Grandes capacités: 640Ah à 3210Ah en C10 == > 4560 en C120 - très longue durée de vie 1500 cycles à décharge 80 % 2800 cycles à décharge 50 % 5200 cycles à décharge 30 % - Bonne acceptation des températures élevées Batterie avec contrôle du niveau d’eau et rajout de l’eau == > ENTRETIEN - Nécessité d’une égalisation - Résistance interne élevée == > faible courant de décharge

18 Phases de charge d’une batterie

19 Bonne utilisation des batteries Pb
Ne pas dépasser 50 % de décharge Ne pas dépasser courant de charge au delà de 20 % de capacité, de préférence 10 %, sinon échauffement La durée de la phase d’absorption est entre 4 et 12 heures) Utilisation sonde de la température Batteries OPzS à l’air libre ou local bien ventilé appliquer régulièrement tension pour faire bouillir contrôle régulier du niveau électrolyte Supporte mal température de plus de 30 °C > batterie OPzS ou AGM

20 Facteurs vieillissement
0 – Maintenir la batterie en état de décharge I – Décharge trop profonde de la batterie et nombre de cycle II – Charge trop rapide et charge partielle III – Charge insuffisante IV – Surcharge V – Température

21 Les différentes structures de charge et d’utilisation
de l’énergie

22 Chargeur de batteries Charges en DC

23 Chargeur de batteries Et onduleur Onduleur Chargeur Charges en AC

24 Site isolé avec GE: DC Onduleur Charges en AC Chargeur

25 Site isolé avec GE: AC Onduleur/ Chargeur Onduleur PV Charges en AC

26 Dimensionnement en site isolé

27 Dimensionnement En site isolé

28 Dimensionnement En site isolé

29 Dimensionnement En site isolé