Vous a-t-on déjà dit que vous pouviez facilement stocker l'énergie solaire ? Il existe environ 6 types différents de systèmes de stockage d'énergie solaire que vous pouvez adopter à votre convenance. Cet article a été créé pour vous éclairer à leur sujet.
Le stockage de l'énergie est l'une des belles inventions intrigantes de l'humanité. C'est l'un des rares avantages que la terre a reçu de nos activités. Les systèmes de stockage d'énergie solaire rendent l'utilisation de l'énergie solaire plus attrayante. Étant donné que le soleil produit un rayonnement horaire suffisant pour répondre à nos besoins énergétiques annuels, de l'énergie supplémentaire peut être stockée pour être utilisée lorsqu'il n'y a pas de soleil.
En tant que propriétaire possédant des panneaux solaires, vous avez des options qui ont été données dans cet article pour stocker l'énergie solaire. Ces options comprennent l'utilisation de turbines, le stockage d'énergie hors réseau, le stockage sur le réseau, la production de combustibles solaires et les bassins solaires.
Outre l'avantage d'avoir une alimentation de secours en cas de panne de courant du réseau public, l'application de l'un des types de systèmes de stockage solaire vous aide à profiter des tarifs en fonction de l'heure d'utilisation (TOU). Les taux TOU sont les sociétés de réseau de services publics de la période qui facturent plus d'électricité en raison de la forte demande d'énergie sur le réseau pendant ces périodes.
Table des matières
À propos des systèmes de stockage d'énergie solaire
Généralement, des systèmes de stockage d'énergie sont mis en place pour capter l'électricité, la stocker sous forme d'énergie chimique, mécanique ou thermique et la restituer sous forme d'énergie électrique en cas de besoin. Le stockage d'énergie permet d'économiser l'énergie excédentaire générée pendant les périodes de pointe pour une utilisation future.
Différents types de systèmes de stockage d'énergie solaire peuvent être adoptés pour disposer d'une alimentation de secours lorsque le réseau tombe en panne et pour réduire le montant des dépenses d'électricité.
Comment sont construits les systèmes de stockage d'énergie solaire
Avant d'examiner comment les systèmes de stockage d'énergie solaire sont construits, nous devons examiner brièvement les manières générales de stocker l'énergie renouvelable. L'énergie renouvelable peut être stockée chimiquement et mécaniquement. Le stockage est basé sur certains principes physiques de la matière.
Le premier principe sur lequel les systèmes de stockage d'énergie solaire sont construits est celui du changement de température du matériau lors de son chauffage ou de son refroidissement. La matière subit un échauffement massif, où la valeur de l'énergie stockée est proportionnelle à la capacité thermique spécifique du matériau utilisé. Cela conduit à un phénomène appelé échauffement sensible.
Le deuxième principe sur lequel les systèmes de stockage solaire peuvent être construits est celui de la capacité de la matière à absorber ou à libérer de la chaleur latente lors d'une transition de phase. Si une certaine transition de phase s'accompagne d'une absorption de chaleur, le processus inverse libère la même quantité de chaleur, de sorte que l'énergie peut être stockée tant qu'une certaine phase de la matière est maintenue.
La troisième est basée sur des réactions chimiques. Ici, l'énergie crée des composés chimiques avec des liaisons chimiques à haute énergie, qui libèrent ensuite leur énergie lors d'une perturbation.
L'énergie peut être stockée par la formation de liaisons chimiques faibles, comme par la physisorption de molécules d'eau sur du gel de silice. L'énergie peut également être stockée par la formation de liaisons plus fortes, telles que l'oxydation du silicium en oxyde de silicium (chimisorption). La densité d'énergie est la plus faible dans les matériaux qui stockent l'énergie chimique en raison de la physisorption et la plus élevée dans ceux qui stockent l'énergie chimique par chimisorption. La capacité de stockage du système de stockage sera équivalente à la chaleur consommée ou à l'énergie gratuite de la réaction.
Le quatrième principe utilisable pour les systèmes de stockage solaire est celui de la dissociation des paires électron-trou dans les dispositifs de stockage d'énergie électrique tels que les batteries. Les photons peuvent être directement capturés par le soleil et stockés dans ces batteries.
Certains de ces principes guident la construction de divers types de systèmes de stockage d'énergie solaire.
6 types de systèmes de stockage d'énergie solaire
Les types de systèmes de stockage d'énergie solaire sont :
- Système de stockage solaire hors réseau/L'utilisation de batteries
- Système de stockage solaire sur réseau
- Systèmes hybrides de stockage solaire
- Carburants solaires
- Bassins solaires
- Systèmes stratifiés de stockage d'énergie solaire
1. Système de stockage solaire hors réseau/L'utilisation de batteries
Ceux qui utilisent ce type de système de stockage solaire ne sont pas connectés au réseau public. Afin d'utiliser un système hors réseau, vous aurez besoin d'avoir suffisamment de batteries pour le stockage. Votre système solaire doit également être construit de manière à ce que votre maison soit alimentée toute l'année.
Les batteries sont classées dans les méthodes chimiques de stockage d'énergie. Ils convertissent l'énergie chimique en énergie électrique. Ceci est rendu possible par les cellules électrochimiques utilisées dans la production de ces batteries.
Les cellules électrochimiques des batteries sont constituées de deux électrodes, une cathode et une anode. Ces cellules sont également conductrices électriques et sont séparées par un séparateur. Le séparateur lui-même est fait de
Également dans la batterie se trouve l'électrolyte (entre la cathode et l'anode) composé d'ions. Ces ions réagissent avec les matériaux conducteurs de la cathode et de l'anode. Cette réaction crée un courant électrique dans la batterie.
Les batteries sont faites de différents matériaux, de tailles et de marques différentes. En fonction du matériau utilisé, nous avons
Les batteries au plomb sont les batteries les plus anciennes et les moins chères utilisées dans le stockage de l'énergie solaire. Cependant, elles ont une faible profondeur de décharge et doivent donc être remplacées plus rapidement que les autres batteries. Les batteries lithium-ion sont mieux utilisées comme types de systèmes de stockage solaire dans les maisons résidentielles. Ils sont plus chers mais ont une durée de vie plus longue que leurs homologues au plomb. Ils ont également une densité énergétique élevée qui les rend capables de stocker de l'énergie dans de petits espaces.
Les batteries au nickel-cadmium viennent ensuite. Ils sont courants dans les projets énergétiques à grande échelle car ils résistent aux températures élevées. La toxicité associée aux batteries Ni-Cd et la difficulté d'élimination du cadmium est une contrainte majeure à l'utilisation des batteries Ni-Cd. Les batteries Flow sont les batteries les plus grandes et les plus chères. Ils sont les meilleurs pour une installation à grande échelle. Ils ont une capacité de stockage et un taux de charge-décharge faibles.
2. Système de stockage solaire sur réseau
Les systèmes de stockage en réseau sont également connus sous le nom de systèmes liés au réseau. Ce système utilise un onduleur standard lié au réseau et ne dispose d'aucune batterie de stockage. En tant que propriétaire utilisant l'énergie solaire, vous pouvez stocker de l'énergie sur le réseau public. L'énergie solaire excédentaire générée dans votre maison peut être exportée en échange de certains crédits ou d'un tarif de rachat (FiT).
Tarifs_de_rachat_(FIT) sont les prix fixes de l'électricité que vous recevrez pour chaque unité d'énergie électrique que vous produisez à partir de vos panneaux solaires domestiques et que vous stockez dans le réseau public.
Pour un client qui utilise ce système lié au réseau, lorsque les panneaux solaires produisent plus qu'ils n'en utilisent, vous pouvez renvoyer de l'électricité au réseau. Lorsque votre charge est supérieure à ce que le soleil génère, vous pouvez également acheter de l'énergie supplémentaire auprès du réseau public.
Avant de vous lancer dans ce type de système de stockage d'énergie solaire, vous devez comprendre qu'en cas de panne d'électricité, vos panneaux ne vous fourniront pas d'électricité. C'est pour des raisons de sécurité car les monteurs de lignes travaillant sur les lignes électriques doivent savoir qu'il n'y a pas de source alimentant le réseau. Cela implique simplement que vous n'avez pas le luxe de profiter d'une certaine puissance pendant une panne de courant.
Ce type de système de stockage d'énergie solaire est parfait pour vous si vous souhaitez réduire votre facture d'énergie et bénéficier d'incitations solaires.
3. Systèmes hybrides de stockage solaire
Un système énergétique hybride est un système dans lequel une combinaison de deux systèmes énergétiques ou plus est utilisée pour la production d'énergie. Il pourrait s'agir d'une combinaison de technologie solaire et d'éoliennes pour la production d'énergie.
Le système de stockage solaire hybride peut être une combinaison de batteries de stockage solaires et du réseau de service public. Lorsque ce type de système de stockage solaire est utilisé, l'énergie solaire générée est stockée dans des batteries pendant que le client utilise le service public. Lorsque l'énergie des batteries est épuisée, vous pouvez passer confortablement au réseau électrique. D'autre part, en cas de coupure de courant du réseau électrique public, vous pouvez également basculer sur vos batteries.
4. Carburants solaires
Ce type de système de stockage d'énergie solaire est encore un travail en cours. Ce n'est pas très courant sur le marché de l'énergie commerciale actuellement. Les combustibles solaires sont des produits chimiques synthétiques tels que l'hydrogène, l'ammoniac et l'hydrazine qui sont produits et stockés pendant des périodes où il n'y a pas de lumière solaire.
La production de combustibles solaires peut provenir de l'électricité provenant de panneaux solaires (électrochimiquement), de la chaleur thermique générée par l'énergie solaire concentrée (thermochimiquement), de la photosynthèse artificielle (photobiologique) ou des photons (photochimiquement). Tous ces éléments fonctionnent en provoquant des réactions chimiques qui translucident l'énergie solaire en énergie chimique.
Les combustibles solaires peuvent également être produits directement ou indirectement. Les procédés directs produisent des combustibles solaires à partir de la lumière du soleil sans conversion d'énergie intermédiaire. Les procédés indirects convertissent d'abord l'énergie solaire en une autre forme d'énergie (biomasse ou électricité) et cette énergie est ensuite utilisée pour produire un carburant.
Lors de la conversion d'énergie, une certaine quantité d'énergie est perdue. C'est la raison pour laquelle les processus indirects sont moins efficaces que les processus directs. Les procédés indirects sont cependant plus faciles à mettre en œuvre. D'autres recherches sont menées par des scientifiques sur la manière d'améliorer les processus directs de production de combustibles solaires.
Les combustibles solaires peuvent être stockés aussi longtemps que possible. Ils peuvent également être transportés d'un endroit à l'autre n'importe où, ce qui en fait une ressource précieuse et flexible pour un réseau électrique plus fiable.
5. Système de stockage d'énergie solaire stratifié
L'énergie solaire peut être exploitée et utilisée de deux manières ; en utilisant des cellules PV et en utilisant CSP. Le système de stockage d'énergie stratifié fonctionne avec CSP. Il implique le stockage de l'énergie solaire sous forme d'énergie thermique qui peut être convertie en électricité en cas de besoin.
Ici, les réservoirs de stockage d'eau chaude également appelés ballons d'eau chaude, réservoirs de stockage de chaleur ou réservoirs de stockage thermique sont utilisés pour stocker de l'eau pour le chauffage des locaux ou à des fins domestiques.
L'eau chaude est stockée dans un réservoir isolé aussi longtemps que. Si l'énergie doit être utilisée pour produire de l'électricité, la chaleur est utilisée pour faire bouillir de l'eau et la vapeur qui en résulte entraîne une turbine qui génère de l'électricité.
6. Bassins solaires
Les bassins solaires fonctionnent également avec les systèmes d'énergie solaire thermique à concentration.
Un bassin solaire est une masse d'eau qui collecte et stocke l'énergie solaire sous forme de chaleur. Son principe de fonctionnement est l'inverse de la convection naturelle. Naturellement, lorsque la lumière du soleil frappe un étang salin, elle chauffe d'abord l'eau au fond de l'étang. Cette eau devient moins dense et par convection, ses molécules remontent à la surface.
Dans les bassins solaires, c'est l'inverse. Les étangs sont construits pour empêcher la convection. Le bassin reçoit du sel en quantité suffisante pour saturer complètement l'eau du fond. Lorsque l'eau est chauffée, comme d'habitude, l'eau hautement saline et plus chaude ne se mélange pas complètement avec l'eau moins saline et plus froide à la surface.
Le mélange est doux et la convection se produit séparément dans l'eau supérieure et inférieure. Cet effet réduit considérablement la perte de chaleur. L'eau plus saline peut chauffer jusqu'à 90 ℃ tandis que le haut maintient une température aussi basse que 30 ℃
Plus tard, l'eau chaude la plus salée peut être acheminée vers une turbine qu'elle fait tourner pour produire de l'électricité lorsque la demande est élevée.
FAQ
Combien y a-t-il de systèmes de stockage d'énergie solaire ?
Les systèmes de stockage d'énergie solaire ne se limitent pas aux cinq mentionnés dans cet article. Il en existe un bon nombre, dont la plupart sont encore en cours de développement. Cet article a expliqué ceux qui sont courants sur le marché de l'énergie commerciale.
Quelle est la meilleure façon de stocker l'énergie solaire ?
Il n'y a pas de meilleur moyen de stocker l'énergie solaire. Votre choix d'un type particulier de système de stockage d'énergie solaire doit être guidé par vos besoins, votre budget et votre emplacement. Pour les bâtiments situés loin du réseau public, des systèmes de stockage hors réseau conviendront. Les bâtiments qui sont déjà connectés au réseau mais qui ont besoin d'une alimentation de secours nécessiteront un système de stockage hybride.
Le stockage des batteries solaires en vaut-il la peine ?
Oui, ils sont. Les batteries peuvent vous permettre de continuer pendant une panne de courant du réseau public. Selon votre budget, vous pouvez acheter des batteries qui ont une durée de vie allant jusqu'à 7 ans.
Combien de temps l'énergie solaire peut-elle être stockée ?
Les systèmes de stockage ont des capacités d'énergie et de puissance différentes. La capacité énergétique (mesurée en kilowatt par heure) est la quantité d'énergie qui peut être stockée tandis que la capacité énergétique (mesurée en kilowatt) est la quantité d'énergie qui peut être libérée à tout moment. Cela détermine la durée pendant laquelle un système de stockage peut servir lors de l'alimentation de la charge.
Recommandations
- Comment l'énergie solaire est-elle stockée dans les plantes | Explication pratique
. - Stockage de l'énergie solaire dans l'eau | Canular ou réalité
. - Top 40 des entreprises d'énergie solaire par pays
. - Éléments à garder à l'esprit lors de la conception d'un système d'éclairage public solaire
. - Top 6 des sources d'énergie respectueuses de l'environnement
