Auteur Sujet: Stocker l'énergie électrique  (Lu 1937 fois)

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vivien

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Stocker l'énergie électrique
« le: 22 août 2023 à 23:26:22 »
Arte à diffusé en février 2023 un grand reportage : "Stocker l'énergie : Un défi technologique"

Comment stocker l’énergie éolienne et solaire pour pouvoir la réinjecter dans les réseaux quand les conditions météorologiques, comme l’ensoleillement ou le vent, ne sont plus réunies ? Le documentaire explore les coulisses des laboratoires et des start-ups qui développent les batteries du futur.

Alors qu’il est urgent de "verdir" notre production électrique en abandonnant les énergies fossiles, un obstacle de taille demeure : les énergies solaire et éolienne – et dans une moindre mesure, l’énergie hydraulique – reposent sur les caprices d’une nature imprévisible. Si, dans des conditions climatiques optimales, l’électricité est produite en abondance jusqu’à saturer le réseau, elle doit alors être immédiatement consommée, tant il n’est pas encore possible de stocker efficacement cet excédent pour le restituer les jours sans vent ou sans soleil. Les chercheurs planchent ainsi depuis longtemps sur la question cruciale du stockage, multipliant les propositions innovantes. Pourra-t-on demain appliquer certaines d’entre elles à grande échelle ?

Espoirs et limites
Autour de ce défi technologique complexe mais passionnant, ce documentaire propose un tour d’horizon des pistes explorées par les ingénieurs du monde entier, sur leurs applications et leurs limites. Sont présentees les techniques les plus audacieuses, expérimentées à l’échelle industrielle ou domestique, depuis les premiers succès de l’énergie renouvelable, à l’image du pompage-turbinage des centrales hydroélectriques, mis en œuvre dès le XIXe siècle. Des batteries lithium-ion de nouvelle génération au spectaculaire volant d’inertie, en passant par les électrolyseurs individuels ou les condensateurs au graphène, ces propositions suscitent autant d’espoirs que de questions. Indéniablement, le stockage de l’énergie constituera la clé de voûte d’une transition écologique réussie.

Documentaire de Michaela Kirst et Martin Gronemeyer (Allemagne, 2022, 53mn)


Toutes les technologies sont passées en revues et il y en a des dizaines (super-condensateurs, volant d'inertie, hydrogène, méthane, pression osmotique qui attire l'eau dans la turbine, batterie à flux biodégradable - organique...). Elles ont toutes des avantages et des inconvénients. Certaines ne peuvent être installées que dans les montagnes (lac) d'autres dans le désert (stockage de l'énergie avec des sels qui sont à l'état liquide à plus de 600°c et ne s'évapore pas).

Les batteries lithium-ion sont une des solutions qui dominent le marché en Europe et c'est testé par RTE. Le reportage ne mentionne pas le risque d'incendie, mais on voit que RTE a mis des murs coupe-feu entre les conteneurs de batteries :




Le reportage en intégralité :


Leon

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #1 le: 27 août 2023 à 08:50:27 »
Perso, je ne comprends pas pourquoi tout le monde pense que l'électricité "écologique" consiste quasi exclusivement en
 - du solaire
 - de l'éolien
 - du stockage d'énergie
Ces 3 techno, si on veut les mettre à l'échelle de la conso d'électricité d'un pays ou de la planète entière, consomment une quantité délirante de matières premières.
Nous savons déjà que nous n'aurons pas les matières premières suffisantes pour produire du "stockage" par batterie en quantité suffisante, pendant 100 ans.
Du stockage par batterie pour les quantités astronomique d'énergie d'un réseau électrique national/continental, ça me semble délirant comme solution.
Ca ne répondra jamais aux besoins d'avoir une électricité réellement 100% verte; pour faire ça, il faudrait du stockage sur plusieurs semaines, ce qui amène à chiffres complètement délirants et irréalistes en quantité d'énergie à stocker, à l'échelle d'un pays ou d'un continent.

Ces 3 secteurs (solaire, éolien, stockage-batterie) vivent bien actuellement uniquement car ils sont massivement subventionnés. Mais c'est complètement artificiel. Et ça ne veut surtout pas dire que ces solutions sont "écologiques"...

Leon.

Free_me

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #2 le: 27 août 2023 à 10:55:13 »
Tout a fait.
On n'a pas de techno de stockage satisfaisante actuellement. Rien qui correspond à l'echelle dont on a besoin en tout cas.

Juste pour rigoler, la californie est le pays qui a le plus de stockage d'energie, et ca represente 1min de conso, alors qu'il faudrait un minimum de 4h pour que ca soit utile.
Et 2eme chose tout aussi marante, la californie a investit en solaire/eolien environ 1 tiers de ce qu'a fait l'allemagne, et ils produisent 5 fois plus d'energie. Les allemands sont en train de se rendre compte, petit a petit, qu'en fait le solaire ca marche là ou y a du soleil, donc pas vraiment en europe. Enfin, si on veut produire en masse.

eolien/solaire, dans l'etat actuel des choses ca marche bien que lorsque les centres de consommations sont tres proches de la production. La premiere ville importante qui est en passe d'etre 100% 'green energy' est Dallas–Fort Worth, alors qu'il n'y a probablement aucun ecologiste dans cette ville ;)



alain_p

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #3 le: 27 août 2023 à 12:13:00 »
Ce serait bien d'avoir la source de tes chiffres, par exemple sur le mn de stockage par rapport à la consommation. Il y a quand même d'importants projets de stockage en Californie, par exemple Gateway, 1000 MWh. Je ne dis pas que tes chiffres sont faux, l'ordre de grandeur est probablement correct, mais c'est mieux d'avoir des sources vérifiables.

https://www.connaissancedesenergies.org/des-batteries-geantes-sous-le-soleil-de-californie-220218

Mais de toute façon, même Dallas au Texas ne sera jamais 100% green-energy, à moins justement d'avoir une forte capacité de stockage, et il faut plutôt parler de 48h minimum (d'où un investissement qui serait probablement déraisonnable), car même à Dallas, la nuit, le solaire ne produit rien, et en hiver les nuits sont plus longues), et aussi des nuits où le vent est nul ou faible, et donc ne produit pas grand chose non plus (pour rappel la puissance éolienne fournie varie comme le cube de la vitesse du vent).

Et il y a toujours des périodes d'événements climatiques très défavorables (pluies et nuages pendant plusieurs jours par exemple, ou même neige il y a quelques années au Texas), où la production pourrait être très déficitaire plus de 48h....

Donc de toute façon ce sont des énergies intermittentes, qu'il faut être capable de compenser, la nuit, en cas de conditions météo défavorables, par une énergie de base qui ne dépend pas de ces conditions. Donc double investissement.

Et en Allemagne, ce sont le charbon et le gaz qui assurent cette production de base.

D'autre part, je remarque qu'en Allemagne, malgré sa position à une latitude plus élevée, c'est quand même le solaire en journée qui produit le plus d'électricité, malgré une puissance installée similaire, par rapport à l'éolien 18% de la puissance installée pour l'éolien, contre 26% pour le solaire). Le rendement de l'éolien est ridicule en général. Voir Electricity map hier à 15h ci-dessous.

« Modifié: 27 août 2023 à 13:03:00 par alain_p »

Free_me

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« Réponse #4 le: 27 août 2023 à 12:44:27 »

Et en Allemagne, ce sont le charbon et le gaz qui assurent cette production de base.
non non, en allemagne c'est essentiellement de la lignite, pas du charbon. En gros 3 fois pire coté pollution...
Et attention, pour l'allemagne en ce qui concerne le co2 tu peux compter que leurs stats sont largement faussées. Ils ne compte que la consommation electrique, une centrale a lignite il faut quasi 24h pour demarrer la prod, et ils ne le comptent pas. C'est pas comme le gaz qui demare en 15min.

D'autre part, je remarque qu'en Allemagne, malgré sa position à une latitude plus élevée, c'est quand même le solaire en journée qui produit le plus d'électricité, malgré une puissance installée similaire, par rapport à l'éolien 18% de la puissance installée pour l'éolien, contre 16% pour le solaire). Le rendement de l'éolien est ridicule en général. Voir Electricity map hier à 15h ci-dessous.

Oui, oui.
le probleme c'est qu'ils font ca en utilisant des metaux qu'on en n'a pas assez. En gros tout le monde pourra pas faire pareil. Et c'est debile qu'ils le fassent car pour la meme masse de ressources en zinc, cuivre et autres on produirait x fois plus d'elec en algerie ou au maroc par exemple. C'est du gaspillage. Mais c'est pareil pour nous aussi hein.


Leon

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #5 le: 27 août 2023 à 14:57:14 »
D'autre part, je remarque qu'en Allemagne, malgré sa position à une latitude plus élevée, c'est quand même le solaire en journée qui produit le plus d'électricité, malgré une puissance installée similaire, par rapport à l'éolien 18% de la puissance installée pour l'éolien, contre 26% pour le solaire). Le rendement de l'éolien est ridicule en général. Voir Electricity map hier à 15h ci-dessous.
C'est sur que une journée mi-aout, pour l'Allemagne, qui plus est sur une tranche horaire de quelques heures, c'est vachement représentatif de ce qu'il se passe sur l'année pour l'éolien et le solaire. Et ça permet de faire des conclusions parfaites sur le "rendement" du solaire et de l'éolien. Bravo pour ça.
No comment...

Cadeau, la courbe annuelle pour l'Allemagne, qui me semble un peu plus pertinente, pour alimenter les propos de notre cher "analyste de comptoir" alain_p.
Oui, à l'année, l'Allemagne produit 2 fois plus d'électricité d'originé éolienne que d'origine photovoltaïque.

Ce serait bien d'avoir la source de tes chiffres, par exemple sur le mn de stockage par rapport à la consommation. Il y a quand même d'importants projets de stockage en Californie, par exemple Gateway, 1000 MWh. Je ne dis pas que tes chiffres sont faux, l'ordre de grandeur est probablement correct, mais c'est mieux d'avoir des sources vérifiables.
La consommation de la Californie, c'est ~200TWh par an, soit une moyenne de 22GW. Oui, ça confirme tout ce qu'on dit. 1000MWh c'est absolument ridicule comme stockage. A comparer au cout de l'installation, et à la débauche de matière premières nécessaires pour cette installation. Epuiser en quelques dizaines d'années certain type de matière premières, à cause de la ruée vers l'énergie verte, c'est tout sauf une bonne idée.

Leon.
« Modifié: 27 août 2023 à 15:17:44 par Leon »

alain_p

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #6 le: 27 août 2023 à 22:35:29 »
C'est sur que une journée mi-aout, pour l'Allemagne, qui plus est sur une tranche horaire de quelques heures, c'est vachement représentatif de ce qu'il se passe sur l'année pour l'éolien et le solaire. Et ça permet de faire des conclusions parfaites sur le "rendement" du solaire et de l'éolien. Bravo pour ça.
No comment...

Merci de confirmer que le solaire est une énergie intermittente. Et si tu regardes à minuit, même au mois d'Août, et bien tu verras que la production solaire est à 0. Et ce qui le plus extraordinaire, c'est que c'est la même chose en Californie et au Texas. Même si c'est sûr, les heures d’ensoleillement en Californie et au Texas sont plus nombreuses. Et l'angle des rayons du soleil plus droit donc un meilleur rendement  des cellules solaires. Donc la production sur l'année sera supérieure, mais donc le jour. La moitié de l'année, le solaire ne produit pas.

Mon propos était surtout de dire que quand il y a du soleil, même en Allemagne à une latitude plus élevée, le solaire, avec une puissance installée presque égale, produit plus, ce qui montre le faible rendement de l'éolien (dû au fait que la puissance fournie varie comme le cube de la vitesse du vent, donc diminue très rapidement). Bien sûr, l'éolien pourra produire sur une période bien plus allongée, surtout en hiver. Et donc en moyenne sur l'année, il produit plus.

Mais donc, comme je le disais, la nuit, ou un jour sans soleil, le solaire ne produit rien, et s'il n'y a pas de vent, et bien lui non plus. Et donc il faut un autre moyen de production de base pour compenser, qui est donc, on le voit bien sur ton graphique, le charbon en Allemagne (ou la lignite pour faire plaisir à Free_me), qui de loin est celui qui produit le plus en moyenne sur l'année.

L'éolien ne pourra jamais compenser l'intermittence du solaire, à moins de couvrit l'Allemagne d'éoliennes (et encore...)..

Donc ne pas me faire dire ce que je n'ai pas dit, je n'ai pas dit que sur l'année entière, le solaire produisait plus que l'éolien.

Pour ce que disait Free_me, et notamment que la capacité de stockage correspondait à 1 mn de consommation, j'ai bien dit que les ordres de grandeur me paraissaient être corrects, même si 1 mn pouvait paraître faible vu ce qui est installé (ou projeté). Il faudrait faire le calcul. Mais même 10 fois plus, donc 10 mn, serait largement insuffisant. Et donc je demandais surtout une source.

Et on imagine les conséquences pour les consommateurs si en pleine nuit, un tel centre de stockage prenait feu.

vivien

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Stocker l'énergie électrique
« Réponse #7 le: 28 août 2023 à 09:08:21 »
Je vois de plus en pus d'installation photovoltaïque orientable pour avoir les rayons du soleil qui sont avec l'angle optimal sur les panneaux.

Voici une installation en Côte d'or (cordonnées GPS 47°53'28.7"N 4°17'46.5"E ou 47.891292, 4.296261), j'ai par contre été étonné que les panneaux étaient orientés de façon à ne pas recevoir de soleil en pleine journée.

Photo prise à 17h49, le 15 juillet dernier.




xp25

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« Réponse #8 le: 28 août 2023 à 17:31:54 »
Sûrement une installation EELV-CGT ;D

Cochonou

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« Réponse #9 le: 29 août 2023 à 14:37:43 »
Oui, on en voit de temps en temps placés verticalement, une face vers l'Est et une face vers l'ouest. Ça permet d'avoir une production d'énergie pendant une durée plus longue au cours de la journée qu'une installation classique, avec un profil temporel différent (pic vers 7-8h et 17-18h)... mais il faut des panneaux sur chaque face. Cela a justement du sens pour diminuer les problématiques de stockage. Pour un panneau installé traditionnellement qui voit son pic de production vers midi sera vraisemblablement plus efficace globalement, mais si au moment du pic l'énergie n'est pas utilisée et n'est pas non plus stockée, on sait qu'elle ne sert à rien...

vivien

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« Réponse #10 le: 29 août 2023 à 15:39:13 »
Il n'y a pas plutôt un moteur pour faire tourner les panneaux toute la journée ?

buddy

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« Réponse #11 le: 29 août 2023 à 15:58:10 »
C'est plus rare des moteurs pour faire tourner carrément les panneaux.
Par contre certains ont des moteurs pour les incliner pour maximiser la consommation (angle vertical par rapport au sol)