Quelle batterie est la meilleure pour le stockage d’énergie?
2024-08-29
Les centrales de stockage d'énergie sont des installations installées dans les réseaux électriques pour stocker et libérer l'énergie électrique. Ces installations sont généralement situées dans un certain maillon du réseau électrique, comme les centrales électriques, les sous-stations ou à proximité des points de consommation d'électricité, comme les habitations ou les parcs industriels. L'objectif principal des centrales de stockage d'énergie est d'améliorer la flexibilité et l'efficacité du système électrique en stockant l'électricité excédentaire produite lorsque la demande est faible, puis en libérant cette énergie pendant les heures de pointe ou les pénuries d'électricité, afin d'équilibrer la charge électrique, d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie, de réduire les coûts énergétiques et d'accroître l'accès aux énergies renouvelables.
Les batteries jouent un rôle clé dans les centrales de stockage d'énergie latérales. Elles sont les composants essentiels des centrales de stockage d'énergie et sont utilisées pour stocker et libérer l'énergie électrique. Le type, les performances et la configuration des batteries ont un impact significatif sur l'efficacité, la fiabilité et l'économie de l'ensemble du système de stockage d'énergie. Le choix du bon type de batterie et de la bonne configuration est crucial pour la conception et l'exploitation des centrales de stockage d'énergie.
Cet article présente en détail certains éléments clés de la sélection des piles, dans l'espoir de vous aider à comprendre les connaissances pertinentes et à choisir la pile la plus appropriée.
Principes de sélection des batteries
1. Configuration flexible, installation et construction faciles
Le système de stockage d'énergie doit être flexible dans sa configuration et avoir une bonne évolutivité. En outre, la période de construction du système doit être courte et il ne doit pas y avoir d'exigences spéciales excessives. Les batteries de stockage d'énergie sont faciles à combiner de multiples façons, ce qui permet d'obtenir des tensions et des courants de travail plus élevés ; elles sont faciles à installer et à entretenir ; leur configuration est flexible et elles sont faciles à installer et à construire.
2. Longue durée de vie, sécurité et fiabilité élevées
La durée de vie des batteries de stockage d'énergie a un impact important sur la fiabilité du fonctionnement du système. La longue durée de vie des batteries de stockage d'énergie peut réduire le remplacement des batteries, ce qui est très important pour économiser les coûts d'exploitation et améliorer l'économie du système. Le système de stockage d'énergie par batterie nécessite une durée de vie de 12 ans et une durée de vie de plus de 6 000 cycles lorsque la profondeur de décharge est de 90 %. En raison de la particularité du réseau électrique, la sécurité opérationnelle est la principale question à prendre en compte dans l'exploitation du réseau électrique, et les équipements à faible sécurité ne peuvent pas entrer dans le réseau électrique. L'objectif du système de stockage d'énergie est d'assurer un fonctionnement sûr, efficace et stable du réseau électrique. Seuls les systèmes de stockage d'énergie présentant un niveau de sécurité élevé peuvent répondre aux exigences. La batterie de stockage d'énergie doit rester sous contrôle même si elle tombe en panne dans des conditions extrêmes, et ne doit pas exploser, brûler ou subir d'autres défaillances qui compromettent la sécurité de fonctionnement de la centrale électrique ;
3. Il a une bonne réponse rapide, des capacités de charge et de décharge et une grande efficacité de conversion de la charge et de la décharge.
Le fonctionnement intermittent du système de stockage d'énergie par batterie exige que le système ait de bonnes caractéristiques de démarrage. La batterie de stockage d'énergie passe fréquemment de l'état de charge à l'état de décharge, ce qui exige une vitesse de réponse plus rapide. L'efficacité du système est affectée par la perte d'énergie, et l'amélioration du taux de conversion d'énergie du système de stockage d'énergie pendant le processus de stockage contribuera à améliorer l'efficacité globale du système. En outre, le niveau d'efficacité de la charge et de la décharge de la batterie aura également une incidence sur le coût du système.
4. Il présente une bonne adaptabilité environnementale et une large gamme de températures de fonctionnement.
5. Le coût est adapté.
Le coût est une référence importante pour la sélection des batteries de stockage d'énergie et un facteur déterminant pour la promotion et l'application à grande échelle des batteries de stockage d'énergie.
6. Les piles d'occasion et les piles en stock dont la date de production est supérieure à trois mois ne doivent pas être sélectionnées.
Bien que les batteries d'occasion ou les batteries dont l'inventaire est supérieur à trois mois puissent réduire considérablement le coût des batteries de stockage d'énergie, la cohérence des cellules internes du bloc-batterie utilisé pour l'assemblage ne peut être garantie. Un fonctionnement à long terme entraînera une diminution rapide de l'efficacité du système, voire des risques pour la sécurité.
Les batteries de stockage d'énergie HT INFINITEPOWER utilisent toutes des batteries neuves de classe A avec un cycle de production de moins de 3 mois pour garantir la sécurité et la stabilité du système de stockage d'énergie.
Les batteries de stockage d'énergie HT INFINITEPOWER utilisent toutes des batteries neuves de classe A avec un cycle de production de moins de 3 mois pour garantir la sécurité et la stabilité du système de stockage d'énergie.
7. Respecter les exigences en matière de protection de l'environnement et ne pas causer de dommages ou de pollution à l'environnement lors de la production, de l'utilisation et du recyclage des piles.
Comparaison des principaux types de piles
Au niveau de l'application, les types de batteries susmentionnés peuvent atteindre le niveau de 100 MW. Du point de vue des performances de la batterie, les batteries au phosphate de fer lithié （lifepo4 battery） et les batteries sodium-soufre ont un rapport énergétique et une efficacité de charge et de décharge plus élevés. Les batteries sodium-soufre et les batteries à flux de vanadium ne sont pas encore industrialisées, les canaux d'approvisionnement sont limités et le coût est élevé.
Du point de vue des coûts d'exploitation et de maintenance, les batteries au vanadium nécessitent des pompes pour le contrôle des fluides, ce qui augmente le coût d'exploitation, alors que les batteries au lithium et au plomb-carbone ont des coûts de maintenance moins élevés. Du point de vue du coût par kilowattheure (valeur actuelle du coût dans le cycle du projet/valeur actuelle de la production d'énergie dans le cycle de vie), le coût actuel par kilowattheure des batteries au plomb-acide (carbone) et des batteries au lithium-phosphate de fer （lifepo4 battery） est équivalent, mais les batteries au plomb-acide (carbone) ne sont pas adaptées à la charge et à la décharge profonde, le taux de décharge est faible et la durée de vie du cycle est faible. L'avantage des batteries au vanadium réside dans leur sécurité, mais elles occupent une grande surface et leur entretien ultérieur est fastidieux. Elles conviennent pour des temps de charge et de décharge longs et pour des stockages d'énergie de grande capacité.
En résumé, les avantages des batteries au phosphate de fer lithié (batterie LiFePo4) sont qu'elles n'ont pas d'exigences particulières en matière d'environnement de construction, qu'elles ont une durée de construction courte, qu'elles ont un rendement énergétique élevé et qu'elles sont flexibles en termes de puissance et de configuration temporelle. Les batteries LiFePo4 sont recommandées.
Sélection du type de batterie
En fonction des différents types d'enveloppe, les batteries au phosphate de fer-lithium sont principalement de trois types : enveloppe carrée en aluminium, film plastique souple en aluminium et batterie cylindrique dure. Les composants internes (électrode positive, électrode négative, diaphragme, électrolyte) des trois types sont très différents, et la principale différence réside dans le matériau d'emballage de la coque. Les avantages et les inconvénients des trois types de piles sont comparés comme indiqué dans le tableau suivant:
En résumé, la structure souple et la structure dure des piles lifepo4 ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. La qualité de la batterie dépend davantage de la qualité du matériau et du processus de fabrication. Il est recommandé d'utiliser la batterie carrée à coque en aluminium qui est largement utilisée dans les centrales de stockage d'énergie à grande échelle.
Sélection de la capacité de la batterie
À l'heure actuelle, il existe de nombreux fabricants nationaux de batteries lifepo4, qui disposent d'une offre suffisante et d'une technologie relativement mature. Pour différentes capacités de batterie, la tension nominale et la plage de tension de fonctionnement sont à peu près les mêmes, mais le taux de charge maximal et le taux de décharge maximal sont différents, et plus la capacité de la batterie est grande, plus sa densité énergétique en poids et en volume est importante.
Actuellement, les fabricants nationaux de batteries les plus connus sont CATL, Lishen, Haiji New Energy, EVE Power, BYD, AVIC Lithium Battery, Gotion High-tech et d'autres sociétés. Les batteries sont principalement des produits 0,5C (charge et décharge pendant 2 heures) et 1C (charge et décharge pendant 1 heure). La capacité des batteries monocellulaires matures est de 40Ah-320Ah, et le nombre de cycles de chaque entreprise varie de 4000 à 10000 fois (en fonction des conditions de fonctionnement).
Pour les projets de stockage d'énergie de grande capacité, il convient de choisir des batteries unicellulaires d'une capacité relativement importante. D'une part, cela permet d'augmenter la densité de puissance et de réduire l'occupation de l'espace ; d'autre part, cela permet de réduire le nombre de circuits en série et en parallèle de la batterie et de réduire le problème d'atténuation de la capacité causé par l'effet de barillet. En même temps, sur la base des principes « produits courants de fabricants courants » et « technologie avancée », il est recommandé d'utiliser des batteries d'une capacité de 280 Ah ou plus. Les paramètres de performance de base des batteries de grande capacité typiques sont indiqués dans le tableau suivant.
À l'avenir, avec le développement de la science et de la technologie, de nouvelles technologies de batteries continueront d'émerger et nos choix deviendront plus nombreux. Mais quoi qu'il en soit, notre objectif est le même : améliorer les performances des centrales de stockage d'énergie en réseau en sélectionnant les batteries les plus adaptées, promouvoir l'utilisation efficace de l'énergie et contribuer à la mise en place d'un système énergétique propre et durable.
Comment prolonger la durée de vie des batteries de stockage d'énergie？
Comment fonctionne le stockage en batterie à l'échelle des services publics ?
