Nous tenons pour acquis que l'électricité circulera vers nos ampoules, ordinateurs et micro-ondes au moment précis où nous en aurons besoin. Nous devons cette fiabilité au réseau électrique, une machine vaste et complexe qui s'ajuste constamment pour équilibrer l'approvisionnement en électricité provenant des centrales électriques, des éoliennes et des panneaux solaires avec la demande des clients.
Pour que la grille reste franche, l'électricité doit être cachée pendant les périodes où la demande dépasse l'offre. C'est particulièrement vrai pour l'énergie renouvelable - la demande est parfois plus grande lorsque le vent ne souffle pas ou que le soleil ne brille pas. À l'heure actuelle, seulement environ 2% de l'électricité pouvant être produite peut être stockée sur le réseau. Avec plus d'énergies renouvelables en ligne, plus de stockage est nécessaire, et bientôt. La Californie a même exigé que 1 325 mégawatts ** de stockage d'énergie soient ajoutés au réseau d'ici 2020.
La course est lancée pour trouver de nouvelles et meilleures façons de cacher le pouvoir. Les scientifiques et les entrepreneurs testent déjà de nouvelles technologies et améliorent les anciennes pour augmenter la capacité et réduire les coûts.
Jeff Chamberlain, directeur exécutif du Centre conjoint pour la recherche sur le stockage de l'énergie, basé à Argonne National Laboratory, a déclaré: "Il y aura un bouleversement quant aux technologies réellement disponibles. Ça va être un bain de sang pour les technologues."
1. Stockage d'énergie par air comprimé (CAES)
Comment ça marche: En période de faible demande d'énergie, les moteurs alimentés à l'électricité ou au gaz naturel compriment l'air et le pompent dans une caverne souterraine, une mine abandonnée ou un autre grand espace confiné. Plus tard, l'air est libéré et chauffé. En se développant, il entraîne une turbine pour produire de l'électricité.
Avantages: Prouvé. Les villes et les exploitations minières utilisent CAES depuis des décennies. C'est relativement bon marché, et cela n'implique aucun matériau toxique.
Inconvénients: Nécessite une caverne ou un autre espace approprié.
2. Volants à grande vitesse
Comment cela fonctionne: Lorsque la demande est faible, l'électricité est envoyée à un moteur qui accélère un cylindre tournant dans un boîtier, qui est scellé sous vide pour réduire la friction. Lorsque la demande d'électricité est élevée, l'énergie cinétique qui en résulte est reconvertie en électricité.
Avantages: Répond presque instantanément aux besoins énergétiques changeants.
Inconvénients: L'énergie stockée ne dure que 15 minutes environ, ce qui est bon pour de courtes rafales.
3. Hydro pompé
Comment cela fonctionne: L'électricité est utilisée pour pomper d'énormes volumes d'eau d'un réservoir inférieur à un réservoir supérieur. Lorsque l'énergie est nécessaire, l'eau est libérée pour circuler à travers les turbines, générant de l'électricité. Quatre-vingt-quinze pour cent de l'énergie stockée actuellement sur le réseau est dans l'hydroélectricité pompée.
Avantages: Peut stocker de grandes quantités d'énergie - 10 000 MWh dans un réservoir d'un kilomètre de diamètre et de 25 mètres de profondeur. Les installations de stockage durent un demi-siècle ou plus.
Inconvénients: Nécessite de l'espace pour un réservoir profond, et de l'eau pour le remplir. Faible capacité de stockage malgré le grand volume d'eau impliqué.
4. Véhicule à grille
Comment cela fonctionne: Les véhicules électriques peuvent doubler lorsque les batteries sont branchées sur le réseau, économisant de l'énergie la nuit lorsque la demande d'électricité est faible. Ensuite, ils peuvent renvoyer l'électricité au réseau aux heures de pointe. Un agrégateur regroupe le pouvoir dans une grande source.
Avantages: Peut être utilisé partout où il y a une place de parking et une prise. Les propriétaires peuvent recevoir une compensation pour l'énergie renvoyée au réseau en vertu des politiques de facturation nette des entreprises de services publics.
Inconvénients: Une charge et une décharge supplémentaires peuvent épuiser la batterie plus tôt. L'alimentation de la grille pourrait drainer la batterie, ce qui nécessite de la recharger avant de conduire.
5. Stockage d'énergie ferroviaire
Comment cela fonctionne: Les trains électriques chargés de roches ou de saleté remontent une pente lorsque la demande d'électricité est faible. Ensuite, lorsque l'électricité est nécessaire, les wagons glissent vers le bas de la colline, et un système de freinage par récupération fait de l'électricité au fur et à mesure. Plus la pente est longue, mieux c'est.
Avantages: Peut libérer de grandes quantités de puissance rapidement. La technologie est prouvée, et des plans sont en cours pour un système de stockage d'énergie ferroviaire de 50 MW au Nevada relié au réseau californien.
Inconvénients: Beaucoup d'espace et une colline sont nécessaires, et cela ne fonctionne que dans certains endroits éloignés.
6. Piles électrochimiques solides
Fonctionnement: Les batteries stockent et libèrent de l'énergie en envoyant des ions à travers des composés chimiques entre les bornes négative (anode) et positive (cathode).
Avantages: Prouvé. Les batteries solides existent depuis plus de 200 ans, mais les progrès dans les matériaux et la chimie du lithium-ion et d'autres batteries les ont rendus beaucoup plus efficaces. Ils peuvent être utilisés n'importe où.
Inconvénients: Cher et stocker des quantités relativement faibles d'énergie. Risques de sécurité, y compris les incendies
7. Batteries de flux
Avantages: De grandes quantités d'électricité peuvent être libérées rapidement.
Inconvénients: L'espace est nécessaire pour stocker les grands réservoirs de liquide. Risque de pollution par fuite et parfois peu fiable.
8. Stockage de sel fondu
Comment ça marche: Lorsque la demande est faible, les miroirs reflètent la lumière du soleil sur les réservoirs de sel fondu, en les chauffant presque
à 1 000 F. Lorsque la demande est élevée, la chaleur du sel transforme l'eau en vapeur pour entraîner une turbine et produire de l'électricité.
Avantages: Prouvé. Le stockage thermique du sel fondu est utilisé dans les installations solaires à grande échelle raccordées au réseau.
Inconvénients: Besoin de beaucoup d'espace pour les chars.
9. Stockage d'énergie thermique
Comment cela fonctionne: Lorsque la demande est faible, l'électricité est utilisée pour congeler ou refroidir l'eau qui est stockée dans des réservoirs sur les toits ou à l'intérieur des bâtiments. Puis, aux heures de pointe, la glace ou l'eau froide est utilisée pour refroidir l'air dans les grands immeubles de bureaux ou industriels, ce qui signifie qu'ils ont besoin de beaucoup moins d'électricité.
Avantages: Le stockage d'énergie thermique simple - transportant la glace dans la ville pour refroidir les bâtiments - est utilisé depuis des siècles. Le thermique est parmi les types de stockage d'énergie les moins chers.
Inconvénients: les bâtiments de refroidissement est seulement utile en été.
