L’énergie alternative et le besoin d’une technologie de stockage appropriée

Un certain nombre de technologies de stockage d’énergie ont été développées ou sont en cours de développement pour des applications dans l’électrique.

Notamment :

  • Pompe Hydro-électrique
  • Stockage d’énergie d’air comprimé (CAES)
  • Batteries
  • Volants d’inertie
  • Stockage d’énergie magnétique supraconducteur (SMES)
  • Super-condensateurs

C’est l’avenir que nous pouvons anticiper en toute sécurité, en particulier lorsqu’il y a un épuisement rapide des ressources énergétiques. Bien sûr, la ressource énergétique la plus importante reste le soleil où nous pouvons puiser l’énergie solaire et répondre à diverses exigences énergétiques. En retard, de nombreuses entreprises ont commencé à construire des cellules solaires mono-cristallines et polycristallines, qui peuvent être utilisées dans plusieurs secteurs comme l’aéronautique, l’industrie de l’aviation, la production d’électricité résidentielle, les feux de circulation, les automobiles, etc. L’énergie solaire en dehors des autres énergies renouvelables est considéré comme l’un des domaines clés car c’est une source d’énergie propre.

Pompe Hydro-électrique

L’hydroélectricité est utilisée depuis 1929, ce qui en fait la plus ancienne des technologies de stockage d’énergie de la station centrale. En fait, jusqu’en 1970, c’était la seule option de stockage disponible dans le commerce pour les applications de génération. Les plus grands scientifiques et professeurs de physique ont travaillé sur ce sujet.

Les installations hydrauliques pompées classiques se composent de deux grands réservoirs, l’un est situé au niveau de base et l’autre est situé à une altitude différente. L’eau est pompée vers le réservoir supérieur où elle peut être stockée en tant qu’énergie potentielle. À la demande, l’eau est relâchée dans le réservoir inférieur, passant par les turbines hydrauliques, qui génèrent une puissance électrique pouvant atteindre 1 000 MW.

Les obstacles à l’utilisation accrue de cette technologie de stockage aux États-Unis comprennent des coûts de construction élevés et de longs délais, ainsi que les contraintes géographiques, géologiques et environnementales associées à la conception des réservoirs. À l’heure actuelle, les efforts visant à accroître l’utilisation du stockage hydraulique pompé sont axés sur le développement des installations souterraines.

Stockage d’énergie à air comprimé (CAES)

Les usines de CAES utilisent une énergie pour comprimer et stocker de l’air dans une caverne de stockage souterraine hermétique. Sur demande, l’air stocké est libéré de la caverne, chauffé et développé à travers une turbine à combustion pour créer de l’énergie électrique.

En 1991, la première installation de CAE des États-Unis a été construite à McIntosh, en Alabama, par l’Alabama Electric Cooperative et EPRI, et a une capacité nominale de 110 MW. À l’heure actuelle, les fabricants peuvent créer des machines CAES pour des installations allant de 5 à 350 MW. L’EPRI a estimé que plus de 85% des États-Unis présentent des caractéristiques géologiques qui vont accueillir un réservoir de CAES souterrain.

Des études ont conclu que CAES est compétitif avec les turbines à combustion et les unités à cycle combiné, même sans attribuer certains des avantages uniques du stockage d’énergie.

Batteries

Ces dernières années, l’accent mis sur le développement de la technologie de stockage de l’énergie électrique a été axé sur les dispositifs de stockage de la batterie. Il existe actuellement une grande variété de piles disponibles dans le commerce et beaucoup plus dans la phase de conception.

Dans une batterie chimique, la charge provoque des réactions dans des composés électrochimiques pour stocker de l’énergie à partir d’un générateur sous une forme chimique. À la demande, les réactions chimiques inversées provoquent l’écoulement de l’électricité de la batterie et retour à la grille.

La première batterie disponible sur le marché était la batterie inondée au plomb-acide utilisée pour les applications fixes et centralisées. La batterie à base de plomb (VRLA) à régulateur de soupape est la dernière option disponible sur le marché. La batterie VRLA est peu entretenue, déversante et étanche et relativement compacte.

Volants d’inertie

Les Volants d’inertie (ou Flywheels) sont actuellement utilisés pour un certain nombre d’applications non liées aux services. Récemment, cependant, les chercheurs ont commencé à explorer les applications de stockage d’énergie électrique. Un dispositif de stockage du volant se compose d’un volant qui tourne à une vitesse très élevée et d’un appareil électrique intégré qui peut fonctionner soit comme moteur pour faire tourner le volant et stocker de l’énergie, soit comme générateur pour produire de l’énergie électrique à la demande en utilisant l’énergie stockée dans le volant.

Condensateurs électrochimiques avancés / Super-condensateurs

Les supercondensateurs sont également connus car les ultra-condensateurs sont les premiers stades de développement en tant que technologie de stockage d’énergie pour les applications électriques. Un condensateur électrochimique comporte des composants liés à la fois à une batterie et à un condensateur.

Par conséquent, la tension de la cellule est limitée à quelques volts. Plus précisément, la charge est stockée par des ions comme dans une batterie. Mais, comme dans un condensateur conventionnel, aucune réaction chimique n’a lieu dans la livraison d’énergie. Un condensateur électrochimique se compose de deux électrodes chargées de manière opposée, d’un séparateur, d’un électrolyte et de collecteurs de courant.

À l’heure actuelle, de très petits supercondensateurs de sept à dix watts sont largement disponibles dans le commerce pour les applications de qualité de l’alimentation des consommateurs et se trouvent couramment dans les appareils électriques ménagers. Le développement de condensateurs à plus grande échelle a été axé sur les véhicules électriques.

L’avenir est quelque chose que nous ne pouvons pas prédire, mais oui, avec le temps, la plupart

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