Intersolar (4) : les technologies du stockage d’électricité

Les batteries au Lithium dominent, mais il en existe de plusieurs sortes. De plus, au moins deux nouvelles technologies non-lithium deviennent accessibles.

Dans les allées des salons Intersolar et ees, la plupart des offres de stockage d’électricité reposent sur des batteries Lithium-ion (Li-ion). Le plomb a presque entièrement disparu.

 

SENEC.IES est le seul à proposer encore des stockages à partir de batteries au plomb. Ses offres, jusqu’à des capacités de stockage de 5 kWh pour le domestique, reposent sur des batteries Li-ion. Mais, au-delà et jusqu’à 30 kWh, il utilise soit des batteries acide-plomb, soit une association de batteries acide-plomb et Li-ion.

 

 

1. L’offre SENEC.BUSINESS stocke 30 kWh dans un mix de batteries acide-plomb et Li-ion. ©SENEC.IES

 

Plusieurs types de batteries au Lithium

 

Les autres offres de stockage reposent largement sur le lithium. Mais on rencontre, à Intersolar-ees, plusieurs types de batteries au lithium. Sonnen, le leader du stockage d’énergie en Allemagne, fabrique lui-même ses batteries LFP (Lithium Fer Phosphate).

 

Christoph Ostermann, PDG, indique que les batteries LFP supportent un plus grand nombre de cycles de chargement/déchargement que les batteries Li-ion (LiCoO2) classiques. De plus, au fur et à mesure des cycles, leur résistance augmente et il n’est pas nécessaire de favoriser les charges et décharges partielles.

 

Elles s’accommodent parfaitement des charges/décharges complètes. Ce qui lui permet de garantir les batteries Sonnen pour 10 000 cycles. Les batteries LFP affichent une densité de charge électrique (Wh/kg) légèrement inférieure à celle des batteries Li-ion, mais trois fois plus importante que celles au plomb. Elles sont moins polluantes et se recyclent plus facilement que le plomb et le Li-Ion classique.

 

 

1. La technologie LFP (Lithium Fer Phosphate), utilisée par Sonnen pour ses batteries, garantit 100% de décharge et une durée de vie de 10 000 cycles. Ce qui est considérable. ©PP

 

Lithium Titanate

 

Leclanché, pour sa part, le fabricant suisse qui produit en Allemagne, propose deux sortes de batteries Li-ion : Lithium Titanate (Li4Ti5O12) ou Lithium Graphite/NMC. Leclanché considère le Lithium Titanate comme un produit haut de gamme.

 

Il résiste à de fortes températures, supporte un grand nombre de cycles et affiche la meilleure densité de charge de toutes les batteries au Lithium. Leclanché utilise ces batteries notamment dans son système TiRack63, destiné aux stockages importants.

 

Il accepte 15 000 cycles de charge/décharge et une charge de 3C (300 Ampères). Chaque TiRack se compose de 15 modules et d’un automate de pilotage pour assurer l’optimum de charge/décharge, surveiller la température dans les modules et la tension.

 

Il stocke 63 kWh avec une charge/décharge de 100%.

 

 

1. La technologie Lithium Titanate des batteries Leclanché est particulièrement résistante aux hautes températures. Leclanché s’est associé au fabricant de mâts d’éclairage public Scotia pour concevoir des mâts autonomes destinés à l’éclairage publique de Ryad en Arabie Saoudite. Le cahier des charges exigeait une température d’exploitation de 70°C dans le mât et une accumulation permettant deux nuits d’éclairage à la suite. ©PP

 

Lithium Graphite

 

A l’inverse, les batteries Lithium Graphite/NMC de Leclanché supportent 8000 cycles de charge/décharge et seulement 80% de la charge peut être récupérée. Ce qui est toujours mieux que les batteries Tesla dont on ne récupère que 75% de la charge.

 

Leclanché déploie ces batteries graphite dans un autre système de stockage, chargé au rythme de 1C (300A) et décharge au rythme de 2,3C. Ce système contient 10 modules Lithium Graphite/NMC et stocke 96 kWh.

 

Cette technologie est également utilisée dans le stockage domestique ApollionCUBE de Leclanché, une solution modulable avec des capacités de 6,7 à 80 kWh. Il est compatible avec des onduleurs SMA et Nedapt et communique en CANBus.

 

 

1. Le suisse Leclanché maîtrise deux technologies de batteries au Lithium. Sa technologie Lithium Graphite est la moins coûteuse et il l’utilise notamment dans ses offres de stockages domestiques. ©PP

 

Batteries en coton

 

On observe, à Intersolar, les développements de la batterie parfaitement naturelle, absolument non-toxique et complètement recyclable de l’américain Aquion Energy. Nous en avions déjà parlé l’an dernier grâce à une rencontre fortuite avec les dirigeants de l’entreprise, durant l’une des conférences techniques en prélude à Intersolar 2015.

 

Les batteries Aquion Energy se composent d’un collecteur de courant en acier inoxydable, d’une cathode en oxyde de manganèse, d’un séparateur de courant en coton synthétique, d’une anode composite en carbone (carbon titanium phosphate) et d’un électrolyte en eau salée.

 

Aucun de ces éléments n’est toxique. En cas d’incendie du local où sont stockées ces batteries, aucune émanation toxique ne se dégage. Aquion Energy propose trois modèles de batteries qui sont en production depuis l’été 2014 de 2,2 à 30,6 kWh, pour 3000 cycles de charge/décharge, une durée de charge de 10 heures et 20 heures de décharge et une capacité de récupération d’énergie de 70% au bout des 3000 cycles.

 

 

1. Les batteries de l’américain Aquion Energy ne se composent que de matières non-toxiques et parfaitement recyclables. ©PP

 

 

1. Les batteries Aspen d’Aquion Energy sont disponibles en trois modèles et peuvent être montées en parallèle ou en série pour constituer des stockages d’énergie de plusieurs centaines de kWh. Aquion Energy estime qu’elles sont moins coûteuses que des batteries au plomb. ©Aquion Energy

 

Batteries à circulation

 

La dernière technologie en évidence à Intersolar-ees est celle de la batterie à circulation. Ce type d’appareil affichait jusqu’à présent de respectables dimensions qui le cantonnait aux applications industrielles.

 

Mais le fabricant australien RedFlow a réussi à les miniaturiser et proposait à Intersolar des solutions adaptées au logement et au petit tertiaire. Dans une batterie à circulation, deux composés chimiques sont dissous dans un liquide et séparés par une membrane.

 

La batterie ZCell de RedFlow est du type Redox : elle fait appel à des réactions de réduction et d’oxydation durant la charge et la décharge. L’avantage des batteries ZCell est qu’elles sont peu toxiques, extrêmement tolérantes en exploitation : on peut les arrêter ou, au contraire, les faire fonctionner en continu, pour de longues périodes, sans aucun préjudice.

 

ZCell offre une capacité de 10 kWh, une récupération de 100% de l’énergie. RedFlow propose une garantie de 3000 cycles, 10 ans ou 40 000 kWh récupérés.

 

Le fabricant de stockage d’électricité allemand Blue.Sky propose déjà des solutions utilisant les batteries de Aquion Energy pour le domestique et celles de RedFlow pour le tertiaire.

 

 

1. Ceci est la plus petite batterie à circulation que l’on connaisse. Développée par l’australien RedFlow, elle stocke 10 kWh, restitue 100% de sa charge et résiste à 10 000 cycles charge/décharge. ©PP

 

 

1. Le fabricant allemand de stockages d’électricité Blue.Sky utilise à la fois les batteries Aquion Energy et les batteries à circulation ZCell de RedFlow. Il constitue des stockages modulables de 10 kWh à plusieurs MWh. ©PP

 

 

Source : batirama.com / Pascal Poggi