Risques de sécurité des systèmes de stockage d’énergie ? Ces trois technologies peuvent réduire les risques de 70 %.
2025-04-14
Face à la demande croissante du marché et aux scénarios d'application complexes, les accidents de sécurité liés aux systèmes de stockage d'énergie se produisent fréquemment dans le monde entier, y compris dans des projets impliquant certains fournisseurs de stockage d'énergie bien connus. Par exemple, le 30 juillet 2021, un incendie s'est déclaré dans le "Victoria Big Battery" en Australie, le plus grand projet de stockage d'énergie par batterie au monde utilisant des Tesla Megapack. L'incendie a brûlé pendant quatre jours avant d'être éteint.
Cet article analysera comment améliorer la sécurité des systèmes de stockage d'énergie et renforcer la confiance des utilisateurs dans l'installation de ces systèmes, en abordant des aspects tels que le refroidissement liquide des systèmes de stockage d'énergie, l'alerte par IA en cas de défaillance thermique (comme l'alerte avancée de 30 minutes de Huawei), et la conception anti-explosion.
Partie 1 : Les principales causes des risques de sécurité dans les systèmes de stockage d'énergie
Les systèmes de stockage d'énergie sont une structure assez complexe, impliquant le travail coordonné de composants et de systèmes dans plusieurs domaines techniques différents. De la technologie des batteries elle-même aux systèmes de conversion et de gestion de l'énergie, en passant par les systèmes auxiliaires tels que la surveillance intelligente en cloud, la protection contre les incendies et la dissipation thermique, chaque partie a ses propres exigences de conception et caractéristiques de fonctionnement uniques. Ces composants sont interconnectés et s'influencent mutuellement. Un problème dans l'une de ces étapes peut affecter la performance et la sécurité de l'ensemble du système de stockage d'énergie.
1. Problèmes liés aux batteries:
C'est l'une des principales causes des accidents dans les stations de stockage d'énergie. Les batteries peuvent subir un emballement thermique en cas de surcharge, de décharge excessive, de court-circuit interne, de températures élevées, etc., libérant une grande quantité de chaleur et de gaz inflammables, ce qui peut provoquer des incendies ou même des explosions.
2. Défauts de gestion de l’emballement thermique:
Le système génère de la chaleur pendant son fonctionnement. Si le système de gestion de l’emballement thermique du système de stockage d'énergie ne peut pas surveiller et contrôler avec précision l'état de la batterie, comme la tension, le courant, la température, etc., il ne pourra pas détecter et traiter les problèmes potentiels à temps, et ne pourra pas maîtriser rapidement et efficacement le phénomène d'emballement thermique de la batterie, augmentant ainsi le risque d'accidents.
3.Conception de sécurité insuffisante:
Cela inclut une disposition irrégulière de la station de stockage, telle qu'une disposition empilée de type bâtiment entraînant une concentration importante de batteries dans un espace confiné, ainsi qu'un manque de séparation efficace contre les incendies, de dispositifs de lutte contre l'incendie et de plans d'urgence. En cas d’incendie, il sera difficile de maîtriser rapidement le feu. Les systèmes de stockage d'énergie présentent certains risques d'incendie et doivent être équipés d’équipements d’extinction appropriés, tout en garantissant que la zone d'installation respecte les exigences de sécurité incendie.
4. Défaillance des composants électroniques et des circuits:
Certains composants électroniques et circuits sont généralement utilisés dans les systèmes de stockage d'énergie, tels que les puces de gestion des batteries, les dispositifs semiconducteurs de puissance, les inducteurs, les capteurs, les bus CC, les lignes CA et les lignes de commande. L’utilisation de composants électroniques et de circuits de mauvaise qualité peut entraîner une surveillance et un contrôle imprécis des paramètres clés de la batterie, affectant la qualité de l'alimentation du système et pouvant endommager les équipements électriques qui y sont connectés. Cela fournit des données de surveillance inexactes, induisant en erreur la stratégie de contrôle du système et empêchant le système de fonctionner dans les plages normales de travail. Cela affectera sérieusement la fiabilité du système de stockage d'énergie et introduira des risques de sécurité potentiels.
5. Installation et maintenance inappropriées:
Le personnel non professionnel, l’opération irrégulière, l'ignorance des équipements ou le non-respect des règlements de maintenance peuvent tous poser des risques de sécurité. Par exemple, une installation irrégulière des batteries, un câblage incorrect, un entretien tardif, etc. peuvent constituer des dangers. Il est recommandé de réaliser un débogage complet et des tests du système après l'installation du système de stockage d'énergie pour vérifier si toutes les fonctions sont normales.
6. Abus et vieillissement:
Les cycles de charge et de décharge fréquents accélèrent également le vieillissement du système de stockage d'énergie. Des méthodes de charge et de décharge incorrectes, telles que la décharge profonde et la charge rapide, augmentent la pression et les pertes internes de la batterie. Avec le temps, les substances chimiques à l'intérieur de la batterie subissent des changements irréversibles, et la structure ainsi que la performance des matériaux d’électrode se dégradent progressivement, entraînant une diminution de la capacité de la batterie et une augmentation de la résistance interne, ce qui accroît l’instabilité et les risques de sécurité du système. Les batteries vieillissantes doivent être étroitement surveillées et remplacées ou entretenues en temps utile pour garantir le bon fonctionnement du système de stockage d'énergie.
7. Facteurs environnementaux :
Les conditions environnementales telles que des températures extrêmes et une humidité élevée peuvent affecter la performance et la stabilité des batteries, augmentant ainsi le risque d’incendie. Les catastrophes naturelles telles que les éclairs, les inondations et les tremblements de terre peuvent endommager les équipements des stations de stockage d’énergie et provoquer des accidents. Lors de l'installation des systèmes de stockage d'énergie, il est important de choisir un site d’installation sec, bien ventilé et à température adéquate, sans gaz inflammables, explosifs ni autres gaz corrosifs.
Part 2: Trois technologies pour réduire de 70 % les risques de sécurité dans les systèmes de stockage d'énergie
1. Percées technologiques : double avancée en efficacité intégrée et sécurité
(1). Les batteries à grande capacité restructurent l’architecture du système
En 2025, la capacité des batteries de stockage d'énergie entrera dans l'ère du "600Ah+". Les batteries ultra-grandes capacités (comme les batteries Hi-tech 1175Ah) lancées par des entreprises telles que CATL et Haichen Energy Storage pousseront la capacité des systèmes de stockage d'énergie à dépasser les 8MWh. La capacité d'une seule cabine sera augmentée à plus de 6MWh, l'efficacité intégrée augmentera de 40% par rapport aux solutions traditionnelles, et le coût du système sera réduit à moins de 0,6 yuan/Wh.
Les batteries à grande capacité réduisent le nombre de batteries de 30%, diminuent les pertes de connecteurs de 15%, et réduisent la difficulté de gestion thermique de 20%.
(2). La technologie de refroidissement liquide devient standard, et la gestion de l’emballement thermique devient intelligente
Le taux de pénétration des systèmes de stockage d'énergie refroidis par liquide dépasse 60%, et la différence de température des batteries est contrôlée dans une plage de ±2℃, ce qui réduit de 70% le risque d’incendie des systèmes refroidis par air. La plateforme d'alerte précoce par IA développée par des entreprises telles que Huawei et Sungrow peut prédire un emballement thermique 30 minutes à l'avance avec un taux de précision de 92%, réduisant ainsi les coûts d’exploitation et de maintenance de 40%.
Cas typiques:
Le Tesla Megapack 2.0 adopte une conception entièrement refroidie par liquide, ce qui réduit le temps d’installation de 50% et s'adapte aux besoins d'expansion flexible des parcs industriels.
La plus grande station de stockage d'énergie par batterie à flux liquide entièrement vanadium (500MW/2000MWh) au monde a été mise en service à Jiuquan, dans la province du Gansu, avec une efficacité du système supérieure à 75%.
(3). La technologie de formation de réseau redéfinit le mode d'interaction avec le réseau
Le stockage d'énergie de type "grid-forming" (formateur de réseau) prend en charge l'opération à caractéristiques de source de tension, et son volume de production devrait atteindre 7GW d'ici 2025. Des entreprises telles que Huawei et Sungrow ont lancé des convertisseurs formateurs de réseau, capables de soutenir activement la fréquence et la tension en cas de défaillance du réseau, améliorant ainsi la stabilité de la connexion au réseau des énergies nouvelles de 30%.
2. Intelligence : De la "réponse passive" à la "prise de décision active"
(1). Jumeau numérique et planification AI
La technologie du jumeau numérique permet la modélisation virtuelle 1:1 du système de stockage d'énergie et optimise les stratégies de charge et de décharge en combinant des algorithmes d’IA. Le "Cerveau de l'Énergie" de Tencent a augmenté les revenus issus de l’arbitrage entre les pics et les creux de 25% et la précision des prévisions a atteint 95% lors du projet pilote dans le Guangdong.
Scénario d'application:
Le site intégré de stockage et de charge photovoltaïque utilise l’IA pour ajuster en temps réel la production d’énergie et la demande, et l'efficacité du système a été augmentée à 92,5% ;
La centrale virtuelle (VPP) agrège les ressources de stockage d'énergie distribuées et participe aux échanges d'énergie de marché, augmentant le revenu annuel d'un projet unique de 20%.
3. Adaptation multi-scénarios : De la "fonction unique" à la "multi-coexistence"
(1). Percée dans la technologie de stockage d'énergie à long terme
Le coût du système 4 heures des batteries à flux liquide vanadium est tombé à 0,15 USD/Wh, le coût du stockage d'air comprimé est de 0,35 yuan par kilowattheure, et le stockage d'hydrogène a permis une régulation de pointe saisonnière. Dans le cadre des achats centralisés de China National Nuclear Corporation, China Huadian et d’autres entreprises en 2025, le système 4h représente plus de 60%.
Cas typiques:
Le projet "Production d’hydrogène à partir d’énergie éolienne et solaire - stockage d'hydrogène dans des cavernes salines" au Xinjiang, avec un approvisionnement annuel de 50 000 tonnes d’hydrogène vert, et un cycle de stockage d'énergie étendu à plusieurs mois ;
Le projet de liaison de stockage nucléaire de Taishan, dans le Guangdong, utilise la chaleur résiduelle des unités nucléaires pour stocker de la chaleur, avec une capacité de régulation de pointe augmentée de 30%.
(2). Solutions personnalisées pour des scénarios spécifiques
Centre de données : Huawei déploie une alimentation de secours à hydrogène pour GDS, avec une fiabilité d’approvisionnement de 99,999% ;
Île hors réseau : Le système "photovoltaïque + stockage thermique par sel fondu" de l'île de Dachen à Zhejiang, avec un taux de pénétration des énergies renouvelables supérieur à 90%, et un coût d'approvisionnement en électricité 40% inférieur à celui du diesel.
Partie 3 : Défis et percées : Le "Triple Portail" de la technologie intégrée
1. Jeu entre coût et performance
Investissement initial élevé : un système de 100 MW dépasse le milliard de yuans, et les PME préfèrent le modèle de location ;
Différenciation des voies technologiques : la concurrence alternative entre les batteries sodium et lithium retarde la prise de décision, et un guidage politique est nécessaire pour s’adapter aux scénarios.
2. EProblème de synergie écologique
Compatibilité des équipements : Le taux de compatibilité des protocoles de communication inter-marques est inférieur à 60%, ce qui augmente le coût d’intégration de 20% ;
Manque de normes : Il n’existe pas de spécifications de test unifiées pour la composition des sels fondus et la performance des matériaux à changement de phase.
3. Risques géopolitiques
La loi IRA des États-Unis impose un taux de localisation de plus de 50%, et CATL a réduit ses bénéfices de 30% par le biais de licences technologiques ;
Les droits de douane européens sur le carbone augmentent les coûts d’exportation de 8% à 12%, et les entreprises doivent déployer des capacités en Asie du Sud-Est pour y faire face.
Perspectives d'avenir : De "l'intégration des systèmes" à "l'écosystème énergétique"
En 2025, l'intégration des systèmes de stockage d'énergie connaîtra trois grandes tendances :
Intégration technologique : AI + Jumeaux numériques pour atteindre la "auto-perception, auto-décision et auto-optimisation" ;
Reconstruction des scénarios : Interaction Véhicule-Réseau (V2G) et l'Économie de bas niveau qui donnent naissance à de nouveaux modèles d'affaires ;
Compétition et coopération mondiales : Passage de la production de produits à la double production "Technologie + Normes".
Conclusion
En 2025, l'intégration des systèmes de stockage d'énergie ne sera plus simplement une accumulation d'équipements, mais un couplage profond de la "technologie + intelligence + scénario". Dans cette transformation, seules les entreprises qui saisiront les opportunités d'amélioration de l'efficacité, de synergie écologique et de déploiement global pourront devenir les leaders du marché de mille milliards de dollars.
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