L'énergie est un élément essentiel de la vie moderne et son bon fonctionnement repose sur un approvisionnement fiable et abondant. La production d'énergie renouvelable, comme l'énergie solaire et éolienne, est en hausse, ce qui est une bonne nouvelle pour l'environnement. Cependant, ces sources d'énergie sont intermittentes et ne peuvent pas être stockées facilement. C'est pourquoi il est important de trouver des moyens efficaces de stocker l'énergie, afin de garantir un approvisionnement fiable en énergie renouvelable.
À quoi sert le stockage de l’énergie ?
L'énergie est une denrée précieuse et son stockage est essentiel pour garantir une production d'électricité continue et fiable. Les centrales électriques utilisent des systèmes de stockage pour compenser les variations de production d'électricité et pour fournir de l'énergie lorsque les demandes sont élevées. Les systèmes de stockage d'énergie peuvent également aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre en permettant aux centrales électriques de fonctionner de manière plus efficace.
Comment stocker l’énergie ?
L'énergie est une force vitale qui alimente notre monde. Elle est nécessaire pour tout, des machines qui fabriquent nos produits aux véhicules qui nous transportent. L'énergie peut être produite de différentes manières, comme à partir du pétrole, du gaz, du charbon, de l'eau, du vent et du soleil. Une fois que l'énergie est produite, elle doit être stockée et transportée pour être utilisée lorsque et où elle est nécessaire.
Il y a plusieurs façons de stocker l’énergie, mais la plupart d’entre elles se résument à deux méthodes principales : stockage mécanique et stockage électrique. La méthode de stockage que vous utiliserez dépendra de l'énergie que vous voulez stocker et de l'endroit où vous voulez le faire.
Le stockage mécanique de l’énergie est le plus ancien et le plus simple. Il consiste à stocker l’énergie sous forme de mouvement, comme dans une pendule ou un ressort. L’énergie potentielle peut également être stockée dans les chutes d’eau et les courants rapides. L’énergie cinétique est stockée dans les véhicules en mouvement, comme les trains et les avions.
Le stockage électrique de l’énergie est plus récent et plus complexe. Il consiste à stocker l’énergie sous forme d’électricité dans des batteries ou des condensateurs. L’énergie peut également être stockée sous forme de chaleur dans des réservoirs de chauffage ou de froid.
Stockage gravitaire de masse d’eau
Le stockage gravitaire de masse d’eau est une méthode de stockage de l’énergie potentielle qui utilise l’attraction gravitationnelle pour stocker l’énergie. Cette méthode est très efficace car elle permet de stocker l’énergie à long terme et de la récupérer facilement. Pour mettre en place ce type de stockage, on utilise des réservoirs d’eau situés en hauteur. L’eau est pompée dans ces réservoirs lorsque l’énergie est disponible et elle est ensuite redistribuée lorsque l’énergie est nécessaire. Ce type de stockage est très utilisé dans les centrales hydroélectriques.
Stockage d’énergie cinétique avec les volants d’inertie
Le stockage de l’énergie cinétique est une méthode de stockage de l’énergie mécanique qui consiste à stocker l’énergie mécanique sous forme d’énergie cinétique. Cette méthode est couramment utilisée dans les systèmes de freinage régénératifs des véhicules électriques et hybrides, où l’énergie cinétique est stockée dans les volants d’inertie. Les volants d’inertie sont des dispositifs de stockage d’énergie mécanique qui utilisent l’inertie pour stocker l’énergie. Ils sont constitués d’un volant qui est relié à un arbre par un axe. Lorsque le volant est mis en mouvement, il est entraîné par l’arbre et acquiert de l’énergie cinétique. Lorsque le mouvement est arrêté, l’énergie cinétique est stockée dans le volant. Les volants d’inertie peuvent être utilisés pour stocker l’énergie cinétique lors de la décélération d’un véhicule et la restituer lors de l’accélération.
Stockage électrochimique avec les batteries
Les batteries sont une option de stockage électrochimique de l’énergie. Elles se composent de deux électrodes – une anode et une cathode – et d’un électrolyte. Lors de la charge, l’énergie est convertie en électrons qui sont stockés dans les électrodes. Lors de la décharge, l’énergie est convertie en courant électrique. Les batteries sont généralement stockées sous forme de piles, ce qui permet de les décharger et de les recharger plusieurs fois.
Les batteries sont un moyen efficace de stocker l’énergie, mais elles ont quelques inconvénients. Elles peuvent être coûteuses, et certaines technologies de batteries peuvent être dangereuses. De plus, les batteries ne peuvent pas stocker autant d’énergie que les autres options de stockage, comme les hydroélectriques.
Stockage de chaleur latente
L'énergie thermique peut être stockée à l'aide de techniques de stockage de chaleur latente. Ce type de stockage utilise des matériaux qui absorbent et libèrent de la chaleur lorsqu'ils sont chauffés ou refroidis. Les matériaux couramment utilisés pour le stockage de chaleur latente sont l'eau, le sel et les polymères. Ces matériaux peuvent stocker de grandes quantités d'énergie thermique et fournir une source d'énergie constante lorsqu'ils sont chauffés ou refroidis.
Stockage de chaleur sensible avec l’eau chaude ou les sels fondus
Le stockage de chaleur sensible avec l’eau chaude ou les sels fondus est un procédé très efficace pour stocker l’énergie. Cette méthode consiste à stocker l’énergie thermique dans un fluide (eau ou sels fondus) à haute température. Lorsque l’énergie est nécessaire, elle est récupérée en chauffant le fluide qui circule dans un circuit fermé.
Le stockage de chaleur sensible avec l’eau chaude est très utilisé dans les centrales thermiques. En effet, l’eau est chauffée par la combustion du combustible et circule dans un circuit fermé. Lorsque l’énergie est nécessaire, elle est récupérée en faisant circuler l’eau chaude dans un échangeur de chaleur.
Le stockage de chaleur sensible avec les sels fondus est également très utilisé. Les sels fondus ont la particularité de pouvoir stocker une grande quantité d’énergie thermique. En effet, ils peuvent stocker jusqu’à 3 fois plus d’énergie que l’eau chaude. De plus, les sels fondus sont très stables et ne subissent pas de détérioration comme les batteries.
Stockage thermochimique avec des réactions chimiques
Le stockage thermochimique de l'énergie est un processus qui consiste à stocker l'énergie sous forme de chaleur dans un matériau à haute température. Ce processus peut être réalisé par un changement d'état physique du matériau (liquéfaction, solidification, etc.), par un changement de phase (transition vitreuse, cristallisation, etc.) ou par une réaction chimique. Le stockage thermochimique est une technologie prometteuse pour le stockage de l'énergie à long terme, car elle peut stocker l'énergie sous forme de chaleur pendant de longues périodes de temps.
Quel est le meilleur stockage d'énergie ?
Avec l'essor de la production d'énergies renouvelables, notamment l'énergie solaire et éolienne, la question du stockage de l'énergie se pose de plus en plus. En effet, ces énergies ne sont pas disponibles en continu et il faut donc trouver des solutions pour pouvoir les stocker et les réutiliser quand elles le seront.
Plusieurs solutions existent pour stocker l'énergie, mais il n'est pas toujours facile de savoir laquelle est la meilleure. Cela dépend en effet de plusieurs facteurs, notamment le type d'énergie à stocker, la quantité d'énergie à stocker, le coût et la fiabilité de la solution choisie.
Parmi les solutions les plus courantes, on peut citer les batteries, les accumulateurs hydrauliques, les pompes hydrauliques, les éoliennes, les centrales hydroélectriques et les centrales thermiques. chacune de ces solutions a ses avantages et ses inconvénients, il faut donc bien les étudier avant de choisir celle qui conviendra le mieux à son projet.
