Comparaison de différents types de systèmes de stockage d'énergie solaire

Qu’est-ce qu’un système de stockage d’énergie solaire ?

L’énergie solaire étant une source d’énergie intermittente, elle n’est disponible que pendant la journée. Les systèmes de stockage d’énergie solaire permettent aux particuliers et aux entreprises de stocker de l’énergie pour une utilisation ultérieure. Pour les systèmes hors réseau qui ne sont pas connectés au réseau électrique, les batteries permettent aux propriétés d'avoir de l'électricité 24 heures sur 24. Pour les systèmes reliés au réseau, un système solaire hybride avec stockage par batterie permet aux propriétaires d’avoir de l’électricité pendant les pannes de courant et d’utiliser l’électricité solaire lorsqu’ils sont préférables.

Dans les zones où les tarifs sont fonction de l'heure d'utilisation, les systèmes de stockage d'énergie renouvelable permettent aux clients des services publics de réduire davantage leurs factures d'électricité. Ils peuvent utiliser l’énergie stockée lorsque les tarifs sont les plus élevés et charger leurs batteries lorsque les tarifs sont plus bas, réduisant ainsi la période de récupération du système solaire photovoltaïque.

Pourquoi le stockage de l’énergie solaire est-il important ?

Un réseau électrique vieillissant et des phénomènes météorologiques extrêmes de plus en plus fréquents ont entraîné une multiplication des pannes de courant. Par exemple, certaines entreprises de services publics ont coupé l’électricité à des époques où les menaces d’incendies de forêt étaient particulièrement élevées. Ces coupures de courant de sécurité publique sont conçues pour empêcher les équipements électriques de provoquer des incendies de forêt, mais entraînent une perte d'électricité dans de nombreuses maisons et entreprises. 

Bien que les générateurs de secours soient une option pour produire de l’électricité en cas de panne de courant, ils dépendent de combustibles fossiles, sont bruyants et génèrent des émissions de carbone. À mesure que le coût du stockage de l’énergie solaire diminue, les batteries solaires deviennent un moyen de plus en plus populaire pour maintenir les lumières allumées pendant les pannes de courant et stocker l’énergie excédentaire. Ces systèmes de stockage d'énergie solaire peuvent également contribuer au fonctionnement global du réseau en lissant l'offre et la demande d'électricité .

Types de stockage d’énergie solaire 

Il existe de nombreuses technologies de stockage d’énergie différentes à différentes phases de développement. Certains conviennent mieux aux petites applications mobiles, tandis que d’autres nécessitent beaucoup d’espace et conviennent mieux aux applications à grande échelle. Certaines technologies permettent de stocker l’énergie pendant quelques heures, tandis que d’autres sont mieux adaptées au stockage d’énergie à long terme.

Stockage électrique

Ces systèmes énergétiques par batterie stockent l’énergie sous forme d’électricité. Les types les plus courants sont les batteries au plomb , telles que les batteries AGM scellées et les batteries lithium-ion . Les options de stockage par batterie solaire lithium-ion les plus populaires sont le lithium fer phosphate (LFP) et le nickel manganèse cobalt (NMC). 

Systèmes de stockage d'énergie chimique

Ces systèmes de stockage d’énergie solaire stockent l’énergie sous forme de liaisons chimiques et non d’énergie électrique. Par exemple, l’hydrogène gazeux peut être utilisé pour stocker de l’énergie dans des piles à combustible pendant des périodes courtes et longues. L'hydrogène est créé par électrolyse, qui utilise l'électricité pour diviser l'hydrogène et l'oxygène. 

Stockage d'énergie thermique

Ces systèmes de stockage d'énergie utilisent un matériau tel que de l'eau, des sels fondus ou du sable dans un réservoir isolé pour stocker la chaleur. Ensuite, cette énergie est soit utilisée pour produire de l’électricité, soit pour fournir de la chaleur. Le stockage thermique est utile pour les centrales solaires thermiques concentrées (CSP) qui concentrent la lumière du soleil pour chauffer un fluide.

Une application relativement répandue est celle des chauffe-eau solaires thermiques qui utilisent des capteurs solaires pour chauffer l'eau dans un réservoir de stockage. L'eau chaude peut ensuite être utilisée comme eau chaude sanitaire ou pour chauffer des bâtiments grâce à un échangeur de chaleur ou un système de chauffage par rayonnement au sol. Cependant, les chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory étudient comment passer au niveau supérieur en utilisant des matériaux et des systèmes de nouvelle génération.