Comment stocker l’électricité : concept, intérêts et solutions

Le stockage de l’électricité est une préoccupation de plus en plus présente dans nos sociétés. En effet, le réchauffement climatique nous a fait totalement repenser nos manières de consommer de l’énergie et la question de son stockage s’est naturellement posée. Dans cet article, nous vous expliquerons tout ce que vous devez savoir sur le stockage de l’énergie aujourd’hui, ses enjeux et ses formes. 

Qu’est-ce que le stockage d’électricité ?

Le stockage de l’électricité permet de conserver l’excédent d’électricité en cas de surproduction. Cela signifie que lorsque la demande est plus faible et que vous produisez de l’énergie, vous ne perdez pas cette électricité mais vous la gardez pour l’utiliser plus tard. Cette technique est particulièrement intéressante pour répondre aux fortes demandes ou à la baisse de production, et éviter ainsi les coupures d’électricité. Pour stocker de l’électricité, il convient de la convertir en une autre forme d’énergie (qui varie selon la technologie choisie) puis de la convertir de nouveau en électricité. Le stockage de l’électricité est un enjeu de taille pour assurer la stabilité du réseau.

Peut-on stocker l’électricité ?

Oui, il est possible de stocker l’électricité aujourd’hui. Néanmoins, il est important de rappeler que l’électricité est une énergie qui se stocke moins bien que les autres telles que le carburant ou le gaz par exemple. C’est notamment pour cette raison que les énergies renouvelables ne remplacent pas totalement les énergies fossiles aujourd’hui.

Pourquoi stocker l’électricité ?

Si l’attention est portée aujourd’hui sur le stockage de l’électricité, c’est parce que c’est un moyen indispensable de répondre aux fluctuations de la production d’énergie. Pour l’énergie solaire par exemple, on exporte une partie de l’énergie solaire préalablement produite et stockée pour l’utiliser ultérieurement. Le stockage de l’énergie permet ainsi de renforcer la fiabilité du réseau électrique en anticipant les pics de demande. Du point de vue des particuliers, le stockage permet d’obtenir une plus grande indépendance au réseau électrique et ce, sur le long terme. 

Stocker l’énergie de vos panneaux solaires

Le stockage de l’énergie est une notion souvent évoquée lorsque l’on parle de panneaux solaires. En effet, le stockage est très approprié pour l’énergie solaire puisque les panneaux ne peuvent produire de l’énergie en continu (la nuit ou lors d’aléas météorologiques). Le stockage permet donc d’optimiser l’utilisation de votre énergie solaire tout en restant indépendant du réseau conventionnel. Il est ainsi possible d’utiliser des batteries solaires pour stocker votre énergie. 

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Les différentes technologies de stockage d’électricité

Maintenant que nous avons vu l’intérêt de stocker l’électricité, intéressons-nous aux différentes options possibles pour conserver l’énergie électrique. Si les batteries restent les plus connues du public, il existe de nombreuses possibilités ! En effet, on retrouve aujourd’hui différentes technologies qui peuvent être utilisées comme : le stockage mécanique, chimique, électrochimique ou thermique. On vous explique. 

Le stockage mécanique 

Il s’agit de la technique la plus souvent utilisée dans le monde (99% des capacités de stockage). Le principe repose sur la force de gravitation de l’énergie qui peut être utilisée avec de l’eau ou de l’air. Pour y voir plus clair il faut imaginer deux grands bassins d’eau situés à deux niveaux différents. Lors d’un surplus d’énergie, on va pomper l’eau du bassin inférieur pour l’envoyer vers le bassin supérieur. Lors d’un manque d’énergie, il suffit de faire exactement l’inverse et d’ouvrir les vannes pour que l’eau du bassin supérieur descende au bassin inférieur. Ce mouvement d’eau va générer de l’électricité, c’est un peu comme une centrale hydroélectrique qui fonctionnerait dans les deux sens. On peut aussi remplacer l’eau par l’air, ce qu’on appelle l’énergie par air comprimé ou utiliser le stockage par inertie. 

Le stockage chimique

Une autre manière de stocker l’énergie électrique est le stockage chimique. Cette technologie permet de convertir l’électricité en matière chimique qui peut ensuite stocker de l’énergie de manière stable. Il est également possible d’utiliser l’hydrogène comme stockage chimique. L’électricité est utilisée pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène par un processus appelé électrolyse. L’hydrogène ainsi produit peut être stocké et utilisé plus tard pour produire de l’électricité à l’aide d’une pile à combustible.

Le stockage électrochimique 

C’est sans doute la forme de stockage d’électricité que vous connaissez le plus en tant que particulier, ce sont les batteries ! Elles sont présentes dans les smartphones, les vélos, les voitures ou les installations solaires électriques. Les batteries lithium-ion sont les plus produites. Elles gardent l’énergie dans des électrodes positives et négatives grâce au déplacement des ions lithium. Ce sont des batteries très efficaces qui sont souvent utilisées par les particuliers pour le stockage d’énergie résidentiel. À titre d’exemple, l’APStorage est un produit que nous vous proposons chez Mon Kit Solaire qui permet d’utiliser une batterie pour votre installation solaire. Ce convertisseur va vous permettre de stocker votre énergie en surplus et de la réutiliser lorsque vous en avez besoin afin d’optimiser votre installation solaire. 

Le stockage thermique

Cette technologie utilise la chaleur pour stocker l’énergie. Le stockage thermique est majoritairement utilisé par les industriels mais on le retrouve également chez les particuliers avec les ballons d’eau chaude sanitaire. Les systèmes de stockage thermique peuvent utiliser des matériaux à changement de phase (cire ou sels fondus par exemple) pour stocker la chaleur. La chaleur est ensuite convertie en électricité lors des besoins en électricité grâce à des turbines à vapeur par exemple. 

Ces différentes technologies ont toutes des avantages différents pour garder et réutiliser l’électricité. Il convient ici de noter que chaque technologie a ses spécificités et doit être envisagée en fonction de vos besoins, de la durée de stockage voulue et des contraintes techniques que vous rencontrez. 

Les différentes méthodes pour stocker l’électricité

Nous venons de parler des différentes technologies possibles, maintenant, entrons dans le vif du sujet avec les méthodes de stockage de l’électricité que l’on retrouve le plus souvent.

Les batteries électriques

La première méthode est bien sûr les batteries électriques ! Constituées de cellules chimiques, elles gardent l’énergie sous forme chimique et la restituent sous forme électrique. Il existe différentes sortes de batteries comme les lithium-ion, au plomb acide ou au nickel-cadmium.  

Comment fonctionnent les batteries électriques ?

Le fonctionnement d’une batterie repose sur des réactions chimiques internes. Elle contient deux électrodes (une anode et une cathode) immergées dans un électrolyte conducteur d’ions. Lors de la charge, une réaction chimique se produit entre l’anode et la cathode, stockant l’énergie chimiquement. Lorsque la batterie alimente un appareil, une réaction électrochimique survient entre l’anode et la cathode via l’électrolyte. Cette réaction libère des électrons, générant un courant électrique pour alimenter des appareils tels que des lumières ou des circuits. Au fur et à mesure que la batterie fournit de l’énergie, les réactifs internes diminuent, ralentissant la réaction. Cela épuise l’énergie chimique, nécessitant une recharge pour restaurer les réactifs et la capacité de stockage d’énergie.

Avantages d’une batterie électrique

Une batterie électrique offre plusieurs avantages comme la possibilité de stocker de l’énergie sur des courtes et des plus longues périodes. Les batteries peuvent également servir pour différents besoins et s’adaptent donc très bien à nos nouveaux usages comme pour les voitures électriques, les vélos électriques, les appareils électroniques ou les installations solaires par exemple. Enfin, on peut dire que les batteries sont très efficaces et faciles à mettre en place en cas de besoin. 

Inconvénients d’une batterie électrique

Quelques inconvénients peuvent néanmoins être constatés avec les batteries. Les deux principales limites sont leur durée de vie et leur coût élevé. En effet, la capacité de stockage des batteries diminue avec le temps et peut faire baisser son efficacité et nécessiter leur remplacement. 

Les pompes à chaleur hydroélectriques

Le système de pompe à chaleur hydroélectrique est également une méthode innovante pour stocker l’électricité. Celle-ci est généralement utilisée pour répondre aux besoins de stockages à grande échelle. 

Comment fonctionnent les pompes à chaleur hydroélectriques ?

Elles fonctionnent de manière mécanique c’est-à-dire qu’elles utilisent l’énergie supplémentaire pour pomper l’eau d’un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur. Ainsi, lorsqu’un besoin d’énergie se présente, il suffit de lâcher les vannes pour faire passer l’eau du réservoir supérieur vers le réservoir inférieur, ce qui produit de l’électricité. 

Avantages d’une pompe à chaleur hydroélectriques

Ces pompes à chaleur sont très ingénieuses et présentent plusieurs avantages. Tout d’abord leur capacité à stocker de grandes quantité d’énergie pendant de longues périodes est très appréciée ce qui les rend utiles pour répondre aux besoins des réseaux électriques. Par ailleurs, elles permettent une grande flexibilité car il est possible d’ajuster la quantité d’eau stockée ou la vitesse de décharge  de l’eau en fonction de la demande. 

Inconvénients d’une pompe à chaleur hydroélectriques

Les principaux inconvénients de la pompe à chaleur hydroélectrique est le fait que ces installations prennent de la place et sont donc limitées à certaines zones géographiques et dépendantes de la disponibilité des sites pouvant les accueillir. Enfin, ce genre d’installation implique des coûts importants.

Le stockage thermique

Après l’eau, la chaleur ! Le stockage thermique est également une solution possible que nous vous décrivons ici.

Comment fonctionne le stockage thermique ?

Le stockage thermique, c’est le fait de conserver la chaleur produite par des sources d’énergie renouvelable (solaire ou biomasse) dans des réservoirs de chaleur ou des matériaux à changement de phase. Cette chaleur peut ensuite être utilisée ultérieurement lorsque la demande en énergie est plus élevée que l’énergie produite. 

Avantages du stockage thermique

Le stockage thermique présente plusieurs avantages mais son principal atout réside dans le fait qu’il permet de conserver la chaleur pendant longtemps. Il résiste également très bien aux pertes d’énergie. En plus de sa robustesse, ce type de stockage permet de répondre à la fois aux besoins des industriels comme des particuliers. 

Inconvénients du stockage thermique

Tout comme les pompes à chaleur hydroélectriques, le stockage thermique demande beaucoup d’espace pour accueillir de tels volumes de stockage. Enfin, les équipements spécifiques et la grandeur des installations impliquent des coûts importants. 

Les batteries virtuelles pour panneaux solaires

Le stockage est un enjeu important c’est pourquoi de nouvelles technologies arrivent sur le marché comme les batteries virtuelles pour les panneaux solaires. On vous explique. 

Comment fonctionne le stockage virtuel pour panneaux solaires ?

Le stockage virtuel est une solution intelligente qui repose sur la connectivité des systèmes des panneaux solaires et des batteries résidentielles. Les batteries virtuelles vont synchroniser les flux d’énergie en trop selon les besoins en temps réels des habitants. Cela permet notamment d’injecter l’excédent d’électricité sur le réseau et de le vendre. 

Pourquoi stocker son surplus de production électrique ?

Il est très intéressant de choisir de stocker son électricité pour plusieurs raisons. Tout d’abord vous optimisez au quotidien votre utilisation de votre énergie solaire sans subir de perte et gaspiller l’énergie produite. Ensuite vous pouvez générer des revenus si vous choisissez de vendre votre surplus d’énergie. Enfin, vous faites un pas de plus vers l’indépendance énergétique. 

Avantages du stockage virtuel d’électricité

Nous venons de le voir, faire le choix du stockage virtuel de l’électricité est pertinent si vous souhaitez optimiser votre autoconsommation, réaliser des économies tout en participant à l’alimentation du réseau électrique. 

Inconvénients du stockage virtuel d’énergie

Comme toute solution, le stockage virtuel peut avoir des limites notamment selon la qualité de votre installation, du réseau internet et des logiciels choisis. Par ailleurs des interruptions de réseau peuvent survenir et avoir un impact direct sur votre stockage d’énergie.

Les défis du stockage de l’électricité

La hausse des prix de l’électricité et la montée des énergies renouvelables ont rendu le sujet du stockage de l’électricité incontournable. Il joue un rôle crucial dans la préservation de notre environnement. Néanmoins le stockage de l’électricité reste un défi de taille à relever du côté technologique, économique et environnemental. 

Les obstacles technologiques

On l’a vu dans cet article, les technologies existent mais ont toutes leurs limites. Des progrès technologiques sont donc indispensables pour pallier leur faible durée de vie, améliorer leur efficacité énergétique et augmenter leur capacité de stockage. Les chercheurs sont sur le sujet qui va devenir de plus en plus présent alors que l’on traverse une crise énergétique.

Les enjeux économiques

Toutes les méthodes de stockage que nous vous avons présentées représentent un coût important, que ce soit au niveau industriel ou même résidentiel avec les batteries. Même si la technologie avance ce qui fait baisser les prix, le prix des solutions reste un enjeu de taille à relever. Par ailleurs, les fluctuations des prix de l’énergie et les politiques tarifaires influent directement sur le coût du stockage. 

Les impacts environnementaux

Cela peut surprendre parce que le stockage est un élément très important dans le développement des énergies renouvelables, mais certaines technologies de stockage peuvent avoir des impacts environnementaux. Certains matériaux présents dans les batteries peuvent rencontrer des limites de durabilité et de recyclage par exemple. 

Conclusion

Vous l’aurez compris, le stockage de l’électricité est un enjeu de taille que nous ne pouvons pas ignorer si nous souhaitons aller vers une transition énergétique durable et respectueuse de l’environnement. S’il est dès à présent possible de stocker l’électricité, les défis restent élevés. Plusieurs solutions existent mais les coûts sont importants. L’accent porté sur la recherche va permettre de maximiser l’utilisation des énergies renouvelables et d’améliorer considérablement la stabilité des réseaux électriques. Les batteries, les pompes à chaleur hydroélectriques et les solutions de stockage thermique offrent des opportunités prometteuses pour répondre à ces nouveaux besoins. C’est maintenant sur la collaboration étroite entre les acteurs de l’industrie, les chercheurs et les gouvernements que nous devons compter pour innover dans ce domaine et répondre à ces défis.