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

A Système de stockage d'énergie par batterie (BESS)est un type spécialisé deSystème de stockage d'énergie (ESS). Il fonctionne en combinant plusieurs batteries rechargeables pour stocker l’énergie solaire, éolienne ou électrique, qui peut ensuite être libérée en cas de besoin. Essentiellement, il fonctionne comme un chargeur de téléphone portable, sauf que son alimentation n'est pas destinée aux appareils mobiles mais à des maisons entières, des magasins ou même des usines.

Qu'il soit utilisé commeSystème solaire domestique de 20 kWou un projet à grande échelle-à l'échelle du réseau, un BESS joue un rôle actif dans l'intégration des énergies renouvelables dans le réseau ainsi que dans l'écrêtement des pointes et le remplissage des vallées.

Un système complet de stockage d’énergie par batterie ne se compose pas uniquement de batteries ; il comprend également plusieurs autres composants essentiels. Ces principaux composants sont :

• Modules de batterie LFP, qui sont les parties qui stockent réellement l’énergie.
• PCS (système de conversion de puissance), qui convertit l'électricité entre le courant continu et le courant alternatif, permettant ainsi à l'électricité solaire, éolienne ou stockée d'être utilisée normalement par le réseau ou les ménages.
• Système de gestion de batterie, qui protège les batteries contre la surcharge, la-décharge excessive, la surchauffe et d'autres problèmes potentiels.
• Système de gestion de l'énergie, qui détermine quand charger et quand décharger, aidant ainsi les utilisateurs à utiliser l'énergie de manière plus efficace.

La taille des systèmes de stockage d’énergie par batterie peut varier considérablement.

• Les petits systèmes peuvent stocker seulement quelques kilowattheures-heures, adaptés à un usage domestique ou résidentiel.
• Les grands systèmes peuvent stocker des centaines de milliers de kilowattheures-heures, fournissant ainsi un stockage d'énergie-à l'échelle du réseau pour des régions entières.

Cette polyvalence les rend adaptés à un large éventail d'applications, que ce soit pour les habitations, les zones commerciales ou les zones industrielles.

La plus grande valeur d'unBESSconsiste à stocker l’électricité lorsque l’offre dépasse la demande et à la restituer lorsque la demande est forte. Cela améliore non seulement l'efficacité de l'utilisation de l'énergie, mais garantit également que le réseau électrique continue de fonctionner sans problème pendant les périodes de pointe ou lors d'événements inattendus, évitant ainsi les pénuries d'électricité régionales ou les pannes d'électricité généralisées.

comment fonctionne un système de stockage d’énergie par batterie ?

Un système de stockage d’énergie par batterie est comme une super banque d’alimentation géante. Il peut capter l’électricité du réseau ou de sources renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne, la stocker, puis la restituer lorsque l’énergie est nécessaire.

1. Trois étapes principales

• Chargement (stockage d'énergie) :Lorsque l'électricité est abondante ou bon marché, par exemple pendant les heures ensoleillées de la journée ou la nuit pendant les heures creuses-, le système absorbe l'électricité et la stocke sous forme d'énergie chimique dans les cellules de la batterie.
• Gestion (surveillance) :Le système possède un « cerveau » appelé leSystème de gestion de batterie(BMS), qui surveille en permanence l'état de la batterie pour éviter toute surchauffe ou surcharge/décharge.
• Décharge (libération d'énergie) :Lorsque l’électricité est rare, chère ou lors d’une panne soudaine, la batterie reconvertit l’énergie chimique en électricité et la livre aux maisons, aux usines ou au réseau.

2. Composants de base

Pour compléter le processus décrit ci-dessus, un système de stockage d'énergie par batterie comprend généralement les composants clés suivants :

• Modules de batterie :Le cœur du stockage d'énergie, généralement composé de milliers de cellules lithium-ion.
• Système de conversion de puissance (PCS / Onduleur) :Un appareil critique. Les batteries stockent l’électricité sous forme de courant continu (DC), tandis que les lumières et le réseau utilisent du courant alternatif (AC). L'onduleur permet une conversion bidirectionnelle entre DC et AC.
• Système de gestion de batterie (BMS) :Responsable de la sécurité de la batterie, de la surveillance de la tension, du courant et de la température.
• Système de gestion de l'énergie (EMS) :Gère la prise de décision-. Il détermine quand facturer, quand vendre l’électricité et comment optimiser les économies de coûts ou les avantages environnementaux.

Comment un BESS aide-t-il à intégrer efficacement les énergies solaire et éolienne ?

Le système de stockage d’énergie par batterie (BESS) peut jouer un rôle de soutien important lors de l’intégration de l’énergie solaire et éolienne dans le réseau. Si vous connectez l’énergie solaire ou éolienne directement au réseau, de nombreux problèmes inattendus peuvent survenir, qui peuvent être très difficiles à résoudre.

Quels sont les deux principaux avantages d’un BESS ?

• Efficacité de conversion énergétique élevée : la majeure partie de l’électricité entrante peut être efficacement stockée et libérée par le BESS, avec une perte d’énergie minimale.
• Vitesse de réponse en millisecondes- : un BESS peut répondre aux changements survenus dans le réseau dans un délai extrêmement court (allant de quelques millièmes de seconde à quelques millisecondes). Si la réponse n’est pas assez rapide, cela peut entraîner des fluctuations de tension, une instabilité du réseau ou même des pannes de courant.

Comment un système de stockage d'énergie par batterie peut-il effectuer un-changement de temps d'énergie ?

Le décalage horaire-de l'énergie consiste à "déplacer" l'électricité d'une période à une autre pour l'utiliser. Parfois, l’énergie produite par l’éolien et le solaire est instable, ce qui peut entraîner un excédent d’électricité.

Dans de tels cas, un BESS peut stocker l’excédent d’électricité généré par l’énergie solaire ou éolienne et le restituer lorsque l’électricité est insuffisante. Cela permet de remédier à l’inadéquation entre le calendrier de production d’énergie renouvelable et la demande de pointe en électricité.

Par exemple, en semaine, les gens travaillent pendant la journée, mais la consommation d’électricité augmente le soir. Dans certaines régions, cela peut entraîner une alimentation électrique insuffisante. À ce moment-là, l’énergie solaire stockée par le BESS pendant la journée peut être utilisée efficacement.

Comment un BESS peut-il maintenir la stabilité du réseau lors de conditions météorologiques extrêmes ?

La vitesse du vent et l’intensité de la lumière solaire fluctuent en fonction des conditions météorologiques, ce qui entraîne une variation de la production d’électricité. Si cette électricité est directement injectée dans le réseau, cela peut entraîner des problèmes tels qu’une instabilité de tension.

Un BESS peut rapidement atténuer ces niveaux de puissance fluctuants en une production d’électricité relativement stable et uniforme, garantissant ainsi la fiabilité de l’énergie fournie au réseau. Cela permet de maintenir une tension et une fréquence normales, évitant ainsi tout effet néfaste sur les équipements électriques ou la sécurité du réseau.

Comment un BESS peut-il fournir des services auxiliaires tels que la régulation de fréquence et le Black Start ?

Un BESS permet à l'énergie éolienne et solaire de se connecter au réseau plus facilement et en toute sécurité grâce à diverses fonctions auxiliaires telles que le démarrage automatique, l'adaptation du micro-réseau et l'écrêtage rapide des pointes.

• Régulation de fréquence : La fréquence du réseau peut parfois fluctuer en raison de déséquilibres entre l'offre et la demande. Un BESS peut rapidement libérer ou absorber de l’électricité pour maintenir la stabilité de la fréquence.
• Black Start : lorsque le réseau subit une panne totale, un BESS peut démarrer de manière indépendante et fournir une alimentation initiale au réseau, lui permettant ainsi de reprendre progressivement son fonctionnement.

En d’autres termes, un BESS stocke non seulement de l’énergie, mais agit également comme une « batterie de secours », fournissant de l’énergie en cas de situations ou de fluctuations critiques.

De quelles manières un BESS peut-il vous apporter des revenus supplémentaires ?

Un BESS rend non seulement la production d'énergie éolienne et solaire plus stable et réduit le gaspillage d'électricité, mais il peut également générer des revenus supplémentaires grâce à des services auxiliaires et à une décharge-décalée dans le temps.

Réduire le gaspillage d’électricité et augmenter les revenus de production

Lorsque la production d’électricité dépasse soudainement la demande ou devient instable, le réseau peut obliger une centrale électrique à réduire ou à arrêter temporairement sa production pour garantir la sécurité et la stabilité. Toute électricité produite au-delà de ce que le réseau peut accepter est « inutilisée » et gaspillée. Un BESS peut stocker cet excédent d’électricité et le restituer en cas de besoin, réduisant ainsi les déchets et augmentant les revenus de la production d’électricité.

Participer au marché des services auxiliaires pour gagner un revenu supplémentaire

Un BESS peut fournir des services tels que la régulation de fréquence et l’écrêtement des pointes, qui offrent des bénéfices économiques. Par exemple, dans le cadre de la tarification de l'électricité en fonction de l'heure de{{1}utilisation-, un BESS peut se décharger pendant les périodes de prix de pointe pour générer des bénéfices plus élevés.

Conception modulaire pour une expansion évolutive

La capacité du BESS peut être étendue selon les besoins pour correspondre à la taille des différentes centrales solaires et éoliennes, permettant un déploiement flexible et évolutif.

Comment le BESS résidentiel, commercial et industriel peut-il être utilisé pour l'autoconsommation solaire-et l'écrêtement des pointes ?

Résidentiel, commercial et industrielSystèmes de stockage d’énergie par batterietous fonctionnent selon la logique fondamentale du stockage de l'énergie et de sa libération à la demande, en s'adaptant à l'autoconsommation solaire-et à l'écrêtage des pointes. Cependant, les différences dans la demande d’électricité et les scénarios d’utilisation entraînent des approches distinctes pour chaque type.

En termes d'autoconsommation solaire-, les trois types stockent le surplus d'électricité généré par les panneaux solaires et les éoliennes pendant la journée, répondant ainsi à l'intermittence de l'énergie photovoltaïque et garantissant la disponibilité de l'électricité pendant les périodes nuageuses ou sans vent.

Pour un rasage de pointe,bess résidentielse concentre sur le lissage des pics de demande d’électricité des ménages et la réduction des factures d’électricité. Le BESS commercial vise principalement à réduire les coûts d’exploitation des centres commerciaux, des immeubles de bureaux et des installations similaires, ainsi qu’à réduire les dépenses de mise à niveau des transformateurs. Le BESS industriel est conçu pour fournir une alimentation continue aux lignes de production qui fonctionnent pendant de longues périodes, tout en se déchargeant de manière flexible pour réduire les charges de pointe et assurer le fonctionnement stable des équipements de production.

Système de stockage d’énergie par batterie résidentielle

Comment prend-il en charge l'autoconsommation solaire ?

Normes de compatibilité claires

BESS résidentielest dimensionné et conçu pour correspondre à la production d’énergie solaire etconsommation électrique quotidienne des ménages moyens. Cela garantit que les familles peuvent utiliser autant d'énergie solaire-autogénérée que possible au lieu de dépendre entièrement du réseau.

Temps-Charge et décharge décalées

Le BESS résidentiel permet une « charge et décharge décalées dans le temps », distribuant intelligemment l'électricité en fonction des modèles d'utilisation et des niveaux de production solaire. Spécifiquement:

• Pendant la journée avec un soleil abondant: L’énergie solaire est d’abord utilisée pour alimenter directement les appareils électroménagers en fonctionnement tels que les réfrigérateurs et les téléviseurs. Tout surplus d’électricité est stocké dans le système de stockage d’énergie domestique.
• Pendant la nuit, tôt le matin ou par temps nuageux/pluvieux avec un ensoleillement insuffisant: Lorsque la production solaire est insuffisante, le BESS libère l'électricité stockée pour assurer le fonctionnement normal des appareils comme l'éclairage et les chauffe-eau.

Utilisation efficace de jour et sauvegarde de nuit fiable

• Optimisation intelligente: Certains BESS équipés de systèmes de contrôle intelligents peuvent ajuster de manière flexible les taux de charge et de décharge en fonction des prévisions météorologiques et des conditions d'ensoleillement. Cela permet au système de stockage de mieux compléter la production solaire, maximisant ainsi l'efficacité de l'autoconsommation solaire des ménages.
• Sauvegarde d'urgence: En cas de panne soudaine de courant sur le réseau, le BESS résidentiel peut servir de source d'alimentation de secours pour alimenter les appareils critiques tels que les réfrigérateurs, l'éclairage et les équipements médicaux, garantissant ainsi leur fonctionnement normal et minimisant les désagréments causés par la panne.

Comment le BESS résidentiel atteint-il le rasage maximal ?

Ajustement intelligent basé sur les politiques tarifaires

Dans de nombreuses régions, l'électricité résidentielle adopte une tarification-en fonction de-utilisation (TOU), où les tarifs d'électricité sont plus élevés pendant les heures de pointe et plus bas pendant les-heures creuses. Le BESS résidentiel peut ajuster automatiquement ses temps de charge et de décharge : il charge pendant les heures creuses (par exemple la nuit) lorsque les tarifs sont bas et se décharge pendant les heures de pointe (par exemple pendant la journée ou les périodes de forte utilisation domestique) lorsque les tarifs sont élevés, réduisant ainsi les coûts d'électricité.

Décharge pendant les périodes d'utilisation de pointe des ménages

La demande d’électricité des ménages atteint généralement son maximum le soir, à partir du moment où les résidents rentrent du travail jusqu’à l’heure du coucher. Durant cette période, l’utilisation des appareils électroménagers est élevée, la production solaire a pratiquement cessé et les tarifs de l’électricité du réseau sont à leur plus haut niveau. Le BESS résidentiel libère l’électricité stockée pendant cette fenêtre, réduisant ainsi efficacement la demande d’énergie de pointe et abaissant le coût d’achat coûteux de l’électricité du réseau avec des résultats significatifs.

Compatible avec les appareils-haute puissance

L'électricité déchargée par les BESS résidentiels peut répondre aux besoins opérationnels des-appareils électroménagers à haute puissance, réduisant ainsi davantage les coûts associés à la consommation électrique aux heures de pointe-.

Système de stockage d’énergie par batterie commerciale

Comment prend-il en charge l'autoconsommation solaire ?

Les bâtiments commerciaux sont équipés de panneaux solaires plus grands et d'une -capacité plus élevée.batteries de stockage d'énergie.Les emplacements tels que les centres commerciaux et les immeubles de bureaux ont des besoins en électricité importants, c'est pourquoi ils installent généralement de grands réseaux de panneaux solaires associés à des batteries modulaires de grande capacité-(allant de 500 kWh à 2 000 kWh). Ces systèmes peuvent stocker plus d’électricité et fournir de l’énergie pendant des durées plus longues.

Maximiser l'utilisation de l'énergie solaire sur-sur site pendant la journée

Pendant les heures d'ouverture de la journée, les centres commerciaux ont besoin d'une quantité importante d'électricité pour l'éclairage, la climatisation centrale, les systèmes de caisse enregistreuse et d'autres équipements d'exploitation. L'électricité solaire-produite est prioritaire pour alimenter ces « appareils activement utilisés ». Si la production solaire dépasse la demande actuelle en électricité, l'excédent d'énergie est stocké dans le BESS commercial.

Alimentation électrique continue pour les équipements critiques pendant les périodes de faible-trafic ou après la fermeture

Dans l'après-midi, lorsque la circulation piétonnière diminue et que les charges de climatisation diminuent, les panneaux solaires peuvent encore produire une quantité importante d'électricité.-À ce stade, l'ESS commercial stocke l'excédent d'énergie. Après la fermeture du centre commercial le soir, les systèmes de stockage réfrigérés (congélateurs pour conserver les aliments), les systèmes de sécurité, les caméras de surveillance et les équipements réseau peuvent fonctionner grâce à l'électricité fournie par le centre commercial.système de stockage d'énergie commercial.

Cette électricité n’a pas besoin d’être achetée sur le réseau, ce qui permet aux opérateurs commerciaux de réaliser des économies significatives.

Comment l’ESS commercial parvient-il à raser les pics ?

Les installations commerciales telles que les centres commerciaux, les supermarchés et les immeubles de bureaux entraînent des coûts élevés pendant les périodes de pointe de demande d’électricité. En utilisant le BESS commercial, ils peuvent utiliser l'électricité stockée pendant ces heures de pointe au lieu d'acheter de l'électricité coûteuse-en période de pointe. De plus, cela évite la surcharge des équipements causée par des augmentations soudaines de la demande d’électricité.

Par exemple : les supermarchés et les centres commerciaux sont souvent confrontés à des scénarios dans lesquels un afflux soudain de clients lors des chaudes journées d'été incite les opérateurs à augmenter la capacité de refroidissement de la climatisation, entraînant une hausse brutale de la charge du système électrique. Cela peut entraîner des problèmes inattendus tels que des déclenchements d’équipements et des pannes soudaines.

Système de stockage d’énergie par batterie industrielle

Si une usine ou un parc industriel est situé dans une région bénéficiant d'un ensoleillement abondant toute l'année-, l'opérateur peut utiliser un BESS de grande capacité-de qualité industrielle-pour stocker le surplus d'énergie solaire. Cette approche offre deux avantages clés : réduire les coûts d’électricité et maintenir le fonctionnement des équipements de production lors des coupures de courant. Pour les zones très ensoleillées mais dont la production d’électricité est instable, il s’agit d’un choix extrêmement judicieux.

L'ESS industriel est un système « à plus grande-échelle » doté d'une capacité nettement supérieure à celle de ses homologues commerciaux ou résidentiels.

Sa capacité varie généralement de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilowattheures-heures. Son dimensionnement suit les principes suivants :

• Basé sur la consommation électrique quotidienne moyenne de l'usine
• Compte tenu de la différence de charge de pointe-dans la vallée entre le jour et la nuit
• Plus une marge de sécurité supplémentaire

Cela garantit que le système peut correspondre à la capacité de production d'électricité du large éventail de panneaux solaires installés sur le toit de l'usine.

Pendant la journée : l’énergie solaire est prioritaire pour les lignes de production

La demande diurne d'électricité d'une usine provient principalement des lignes de production automatisées, des équipements de réfrigération et de congélation, de divers gros moteurs et machines, des compresseurs, des systèmes de ventilation et d'autres appareils. Toute l'électricité solaire-produite est utilisée sur-site, la priorité étant donnée à l'alimentation de ces installations. Si la production d'énergie solaire dépasse la demande actuelle, l'électricité excédentaire peut être stockée dans le BESS industriel comme alimentation de secours.

Quels sont les meilleurs types de batteries pour le BESS : LFP, ternaire ou plomb-acide ?

Les batteries utilisées dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) sont principalement classées en trois types : les batteries au lithium fer phosphate (LFP), au lithium ternaire et aux batteries au plomb-acide.

Parmi celles-ci, les batteries LFP se distinguent comme l'option la plus polyvalente et la plus fiable parmi les trois, grâce à de nombreux avantages tels que d'excellentes performances de sécurité, une longue durée de vie et un fonctionnement sans entretien-. Les batteries ternaires au lithium ont une sécurité relativement moindre, mais leur densité énergétique est exceptionnelle, ce qui les rend adaptées aux scénarios d'application où l'espace et le poids sont strictement limités et où une densité énergétique élevée est une priorité absolue. Les batteries au plomb-acide, en raison de leur faible coût, ne conviennent qu'à des cas d'utilisation à court-terme et à basse fréquence-, tels que les alimentations de secours temporaires.

Poursystèmes de stockage d'énergiequi doivent être en service pendant de nombreuses années, le choix des batteries LFP est le choix optimal, même si la sélection spécifique dépend toujours de vos besoins d'utilisation.

1. Batteries au lithium fer phosphate (LFP) : le choix privilégié pour la plupart des scénarios de stockage d’énergie

• Sécurité exceptionnelle: Adoptant une structure cristalline d'olivine, les fortes liaisons chimiques des groupes phosphate lui confèrent une stabilité thermique exceptionnelle, avec une température d'emballement thermique supérieure à 800 degrés. Lors des tests de piqûre d’aiguille, il n’émet que de la fumée sans flammes nues ; même dans des conditions extrêmes telles que des collisions ou une surcharge, une combustion violente se produit rarement. Parallèlement, il ne contient aucun métal lourd, ce qui présente de faibles risques de pollution lors du recyclage et est conforme aux normes environnementales telles que RoHS de l'UE.

• Longue durée de vie et faible coût total du cycle de vie : Avec une profondeur de décharge (DOD) de 80 %, les batteries LFP de haute-qualité peuvent effectuer 6 000 à 8 000 cycles de charge-décharge, et certains-produits haut de gamme peuvent même dépasser 10 000 cycles. Avec un cycle par jour en moyenne, leur durée de vie peut atteindre 10 à 15 ans. Bien que leur coût initial soit supérieur à celui des batteries au plomb-, leur fréquence de remplacement et leurs coûts de maintenance extrêmement faibles en font le choix le plus -efficace pour une utilisation à long terme-.

• Forte adaptabilité environnementale et densité énergétique continuellement optimisée: Ils peuvent fonctionner de manière stable dans une large plage de températures de -20 degrés à 60 degrés, s'adaptant aux différentes conditions climatiques. Grâce à des innovations structurelles telles que la technologie Cell to Pack (CTP), la densité énergétique du système peut être encore améliorée. Par exemple, la Blade Battery de BYD augmente la densité énergétique du système à 180 Wh/kg en éliminant les conceptions de modules, ce qui non seulement répond aux exigences de capacité de divers scénarios de stockage d'énergie, mais permet également une installation flexible.

2. Batteries ternaires au lithium : adaptées aux scénarios de stockage d’énergie nécessitant une densité énergétique élevée

• Avantage significatif en densité énergétique: Leur densité énergétique varie de 200 à 300Wh/kg, bien supérieure à celle des batteries LFP et plomb-acide. Cet avantage leur permet de fournir une puissance de grande-capacité sous une forme légère et de petit volume, ce qui les rend adaptés aux équipements de stockage d'énergie mobiles ou aux petits scénarios de stockage d'énergie commerciaux avec des limitations d'espace strictes, tels que les systèmes de stockage d'énergie pour drones et les installations commerciales mobiles haut de gamme-.

• Mauvaise sécurité et coûts de maintenance élevés: Leur structure en couches se traduit par une faible stabilité thermique. Lorsque la teneur en nickel dépasse 60 %, le risque d’emballement thermique augmente considérablement. Certaines batteries au lithium ternaires (telles que NCM811) émettent de la fumée en 1,2 seconde, explosent et brûlent en 3 secondes lors de tests de piqûre à l'aiguille, avec une température maximale de 862 degrés. Bien que des technologies telles que le nano-revêtement puissent améliorer la sécurité, elles augmenteront considérablement les coûts de production et de maintenance du système de batterie.

• Cycle de vie modéré: A 80% DOD, leur durée de vie est de 2 500 à 3 500 cycles, avec une durée de vie de 8 à 10 ans. Des décharges profondes fréquentes accéléreront la dégradation de la capacité ; dans les applications pratiques, la profondeur de décharge doit souvent être limitée à moins de 70 % pour prolonger la durée de vie, ce qui réduit l'énergie électrique réellement disponible de la batterie.

3. Batteries au plomb-acide : conviennent uniquement aux scénarios de stockage d'énergie à court-terme et à faible-demande

• Faible coût initial et sécurité de base garantie: Parmi les trois types de batteries, elles ont le coût d'achat initial le plus bas. Leurs réactions chimiques sont relativement stables et ils ne sont pas sujets à l’emballement thermique, à la combustion ou à l’explosion. Pour les scénarios de stockage d’énergie d’urgence temporaire avec des budgets serrés, tels que l’alimentation de secours pour les chantiers de construction temporaires et les petits points de vente commerciaux temporaires, ils constituent une option viable.

• Faible densité énergétique et poids lourd: Leur densité énergétique n'est que de 30 à 50Wh/kg. Par exemple, un système de stockage d'énergie par batterie au plomb-de 10 kWh pèse plus de 300 kg, soit plus de trois fois le poids d'un système de batterie LFP de même capacité. Cela entraîne des coûts élevés en termes d’espace d’installation, de transport et de déploiement.

• Durée de vie courte et coût total élevé : Les batteries au plomb-acide ordinaires ont une durée de vie de seulement 300 à 500 cycles, et même les batteries au plomb-acide au gel ne peuvent atteindre que 800 à 1 200 cycles. Leur durée de vie est généralement de 2 à 5 ans et ils doivent être remplacés tous les 1 à 2 ans dans des scénarios de cyclage quotidiens. De plus, ils présentent des problèmes tels que des fuites, de la corrosion et des taux d'autodécharge élevés, nécessitant un entretien régulier. Ces facteurs entraînent un coût total beaucoup plus élevé pour une utilisation à long terme-par rapport aux batteries lithium-ion.

• Risques environnementaux importants: Ils contiennent des substances toxiques comme le plomb et l'acide sulfurique. Une élimination inappropriée ou un recyclage inefficace peut entraîner une grave pollution des sols et de l'eau, incompatible avec les exigences de faible -protection de l'environnement et de carbone du stockage d'énergie moderne, conduisant à des scénarios d'application de plus en plus restreints.

Quelle est la durée de vie d’un BESS et quel entretien nécessite-t-il ?

Ledurée de vie d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS)varie généralement de 10 à 15 ans ou plus, principalement en fonction du type de batterie, des cycles de charge-décharge et des conditions de fonctionnement. Parmi tous les types de batteries, les BESS au plomb-acide ont la durée de vie la plus courte, tandis que les BESS au lithium fer phosphate (LFP) offrent la plus longue. De plus, pour garantir un fonctionnement stable et prolonger la durée de vie, un BESS nécessite un système de maintenance à cycle complet-couvrant la surveillance quotidienne, les inspections préventives, la gestion de l'état de la batterie et le diagnostic des pannes.

phosphate de fer et de lithiumBESS

C’est le type le plus courant actuellement. Parmi eux, LFP BESS a une durée de vie de 10 - 15 ans. Sous une profondeur de décharge (DOD) de 80 %, les produits de haute qualité - peuvent subir des cycles de décharge de 6000 - 10000 charge -. La batterie au lithium ternaire - basée sur BESS a une durée de vie plus courte, généralement 8 - 10 ans, avec 2500 - 3500 cycles de décharge - de charge à 80 % de DOD, et des décharges profondes fréquentes accéléreront encore la dégradation de sa capacité.

Acide de plomb - BESS

Sa durée de vie est évidemment limitée. Les batteries au plomb - acide ordinaires n'ont que 300 - 500 cycles de charge - décharges, et même les batteries au plomb colloïdal - acide ne peuvent atteindre que 800 - 1200 cycles, avec une durée de vie globale de 2 - 5 ans. Un cas pratique montre qu'une batterie - au plomb régulée par valve - batterie acide - basée sur BESS a fonctionné en continu pendant environ 11,5 ans avant d'être remplacée, dépassant légèrement la durée de vie initiale prévue de 8 - ans.

Exigences de maintenance du BESS

• Entretien courant quotidien: Tout d'abord, effectuez des inspections visuelles, telles que la vérification du conteneur BESS pour détecter les bosses, l'écaillage de la peinture et les signes de fuite des composants de la batterie. Ensuite, vérifiez brièvement les systèmes clés : assurez-vous que le système de ventilation dispose d'un flux d'air libre et confirmez qu'il n'y a pas de connexions desserrées au niveau des joints des composants électriques. En outre, enregistrez les données de fonctionnement de base telles que la température et la tension de la batterie pour jeter les bases d'une analyse ultérieure des performances.

• Maintenance régulière en profondeur -: Sur une base hebdomadaire, concentrez-vous sur la vérification du système électrique. Utilisez des outils professionnels pour détecter si le courant et la tension du système de conversion de puissance sont stables et vérifiez la connexion de communication entre le système de gestion de l'énergie et chaque composant. Sur une base mensuelle ou trimestrielle, effectuez une maintenance en profondeur -. Cela comprend l'analyse de la cohérence de la tension en circuit ouvert - et de la résistance interne CC de l'ensemble de la batterie, le nettoyage des conduits d'air de dissipation thermique et des filtres du convertisseur, et l'étalonnage du système de gestion de la batterie (BMS) pour réaliser l'équilibrage des cellules et éviter un vieillissement inégal des cellules de la batterie. De plus, inspectez régulièrement le système de protection incendie, par exemple en testant la sensibilité des capteurs d'incendie et l'efficacité des agents de lutte contre l'incendie -.

• Entretien spécial axé sur l'état de la batterie -: Contrôler strictement les conditions de fonctionnement de la batterie. Maintenez la batterie dans la plage de température optimale de 15 - 30 degrés. Évitez les surcharges, les décharges excessives de - et les cycles excessifs, et suivez strictement la limite DOD recommandée par le fabricant. Adoptez des algorithmes de charge intelligents pour maintenir des cycles de décharge de charge - stables. Dans le même temps, établissez un système d’inventaire des pièces de rechange pour les composants clés tels que les modules de batterie. Lorsque des modules de batterie vieillissants ou défectueux sont détectés, remplacez-les en temps opportun pour éviter qu'ils n'affectent le fonctionnement global du système.

• Dépannage et optimisation du système: Pour les problèmes courants, prenez des mesures ciblées. Si un déséquilibre cellulaire se produit en raison de différents degrés de vieillissement, effectuez les opérations d'étalonnage BMS et d'équilibrage cellulaire ; si le système présente des échecs de communication causés par des problèmes logiciels, mettez à jour le micrologiciel et inspectez le câblage de communication. En outre, conservez des registres de maintenance détaillés de toutes les opérations. Suivez les indicateurs de performance clés tels que l'efficacité aller-retour - et la disponibilité des équipements. Analyser les causes profondes des pannes et optimiser le cycle de maintenance et les éléments en conséquence pour améliorer continuellement le système de maintenance.

Quel est le principe de fonctionnement d’un BESS et comment fonctionnent les BMS et PCS ?

La logique de fonctionnement principale d'un BESS est de convertir l'énergie électrique en énergie chimique pour la stocker via une batterie, puis de reconvertir l'énergie chimique en énergie électrique pour fournir de l'énergie lorsque la demande d'électricité apparaît, équilibrant ainsi l'offre et la demande d'énergie.

Au cours de ce processus, il repose sur la collaboration de plusieurs composants.

Parmi eux, le BMS (Battery Management System) agit comme un « intendant personnel » pour la batterie, responsable de la surveillance-en temps réel de l'état de la batterie, garantissant son fonctionnement sûr et prolongeant sa durée de vie. Le PCS (Power Conversion System), quant à lui, fonctionne comme un « convertisseur d'énergie électrique » et assume la tâche principale de conversion bidirectionnelle entre l'énergie électrique en courant alternatif (AC) et en courant continu (DC).

Principe de fonctionnement d'un BESS

• Processus de chargement : lorsque les sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne génèrent un excédent d'électricité, ou lorsque le réseau électrique a un excédent d'énergie pendant les-périodes de demande hors pointe, cette électricité est transmise au BESS. À ce stade, le système de conversion de puissance (PCS) convertit d'abord le courant alternatif (AC) d'entrée en courant continu (DC). L'alimentation CC est ensuite injectée dans le bloc-batterie et, grâce à des réactions chimiques à l'intérieur des batteries, l'énergie électrique est convertie en énergie chimique pour un stockage stable. Par exemple, lors de la charge des batteries lithium-ion, les ions lithium sont extraits de l'électrode positive, migrent à travers l'électrolyte et s'intercalent dans l'électrode négative, complétant ainsi le processus de stockage d'énergie.
• Processus de décharge : Lorsque la production d'énergie renouvelable est insuffisante, que le réseau électrique connaît une demande de pointe ou que des scénarios hors réseau-à distance nécessitent une alimentation électrique, l'énergie chimique stockée dans la batterie est reconvertie en énergie électrique (sous forme de courant continu) par le biais de réactions chimiques inverses. Le PCS convertit ensuite cette puissance CC en puissance CA qui répond aux normes de fréquence et de tension du réseau, qui est ensuite transmise au réseau électrique ou directement fournie à diverses charges électriques pour garantir une fourniture d'énergie stable. De plus, lorsque la fréquence du réseau fluctue, le BESS peut rapidement charger ou décharger pour réguler la fréquence, maintenant ainsi la stabilité du réseau.

Fonctions du BMS

• Surveillance complète de l'état : il collecte des données-en temps réel telles que la tension, le courant et la température de chaque cellule et module de batterie. Parallèlement, il estime avec précision l'état de charge (SOC) et l'état de santé (SOH) de la batterie grâce à des algorithmes, fournissant une compréhension claire de la « capacité de stockage d'énergie » et du degré de vieillissement de la batterie.
• Gestion de l'équilibrage de la batterie : En raison de différences inhérentes mineures entre les cellules individuelles de la batterie, une répartition inégale de la charge est susceptible de se produire après une utilisation à long terme-, ce qui peut entraîner une surcharge ou une-décharge excessive de certaines cellules. Le BMS utilise une technologie d'équilibrage actif ou passif pour maintenir des niveaux de tension similaires sur toutes les batteries connectées en série-, évitant ainsi que « l'effet baril » n'affecte les performances globales de la batterie.
• Avertissement de sécurité et protection : Si des conditions anormales telles qu'une surtension, une sous-tension, une surintensité ou une surchauffe sont détectées, des actions de protection sont immédiatement déclenchées -telles que la coupure du circuit de charge et de décharge ou l'activation de procédures d'urgence telles que la déconnexion du module-pour éviter des accidents de sécurité tels que le gonflement de la batterie ou un incendie.
• Communication et interaction des données:Il télécharge toutes les données de batterie collectées vers le système de gestion de l'énergie (EMS) et reçoit les instructions émises par l'EMS, fournissant un support de données pour formuler les stratégies de charge et de décharge de l'ensemble du système de stockage d'énergie.

Fonctions du PCS (Power Conversion System)

• Conversion bidirectionnelle CA-CC: C'est sa fonction principale. Pendant la charge, il rectifie l'alimentation CA du réseau ou des sources d'énergie renouvelables en alimentation CC pour répondre aux besoins de charge de la batterie. Pendant la décharge, il inverse la puissance CC fournie par la batterie en puissance CA qui répond aux besoins de connexion au réseau ou de fonctionnement des équipements électriques, avec un rendement de conversion de 97 % à 98 %.
• Contrôle précis de la puissance: Il peut ajuster de manière flexible l'ampleur et la direction de la puissance de charge et de décharge selon les instructions de l'EMS. Par exemple, lors des pics de demande d’énergie, il peut se décharger rapidement à une puissance définie pour compléter l’énergie du réseau ; pendant les heures de recharge-hors pointe, il peut également contrôler la puissance pour éviter d'avoir un impact sur le réseau.
• Adaptation et protection du réseau: Lors de la production de courant alternatif, il correspond strictement à la fréquence, à l'amplitude de tension et à la phase du réseau pour garantir que la stabilité du réseau ne soit pas perturbée après la connexion. Pendant ce temps, si une panne de courant, une anomalie de tension ou des défauts côté batterie sont détectés, le circuit peut rapidement être coupé, offrant ainsi une double protection pour le PCS lui-même, la batterie et le réseau électrique.

Comment un BESS prend-il en charge les zones industrielles isolées grâce à une alimentation hors réseau et à une stabilisation de la tension ?

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie prennent en charge les zones industrielles éloignées grâce à deux fonctions principales :-l'alimentation électrique hors réseau et la stabilisation de la tension.

Dans les scénarios d'alimentation électrique hors réseau, le BESS forme généralement un système hybride avec des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne, ou des générateurs diesel traditionnels. Il stocke les surplus d’électricité générés par les énergies renouvelables et les restitue lorsque leur production est insuffisante. Cela réduit non seulement la dépendance à l'égard d'une production d'énergie diesel à haute -pollution et à coût élevé-, mais garantit également l'approvisionnement continu en électricité des processus de production industriels critiques.

En termes de stabilisation de la tension, le BESS offre une vitesse de réponse de l'ordre de la milliseconde-, ce qui lui permet d'absorber ou d'injecter rapidement de l'énergie pour faire face aux fluctuations de tension causées par le démarrage et l'arrêt-d'équipements industriels ou par la production instable d'énergie renouvelable. En simulant l'inertie de rotation grâce à des algorithmes avancés, il compense le manque inhérent de stabilité des sources d'énergie renouvelables, maintenant ainsi la stabilité de tension des micro-réseaux auto--construits dans les zones industrielles éloignées.

Alimentation électrique hors réseau : garantir une électricité continue pour la production industrielle

• Former des systèmes hybrides pour compléter les énergies renouvelables :La plupart des zones industrielles isolées, telles que les sites miniers et les usines de traitement des minéraux, ne sont pas connectées au réseau électrique principal. Le BESS est souvent combiné à l’énergie solaire et éolienne pour former des systèmes hybrides tels que « solaire + stockage » et « éolien + stockage ». Lorsque les conditions d’ensoleillement ou de vent sont favorables et que la production d’énergie renouvelable dépasse la demande industrielle, BESS stocke le surplus d’électricité. Pendant la nuit (sans soleil), les périodes de vent faible ou de baisses soudaines de la production d'énergie renouvelable, le BESS se décharge pour alimenter les équipements de production tels que les concasseurs miniers et les réacteurs des usines de nickel électrolytique, résolvant ainsi le problème de l'alimentation électrique intermittente à partir d'énergies renouvelables. Par exemple, les zones minières de nickel et de charbon en Indonésie adoptent toutes de tels systèmes hybrides pour répondre à la demande élevée d'électricité pour la production.

• Coopérer avec des générateurs diesel pour optimiser la structure énergétique :Dans certains scénarios industriels éloignés où les énergies renouvelables sont insuffisantes pour répondre aux besoins de base en électricité, le BESS peut former des systèmes « solaire + stockage + diesel » ou « éolien + stockage + diesel » avec des générateurs diesel. BESS entreprend la tâche d'écrêtage des pointes et de remplissage des vallées : il libère l'électricité stockée pendant les périodes de pointe de demande, réduisant ainsi la durée de fonctionnement et la charge des générateurs diesel. Cela réduit à son tour les coûts de carburant et les émissions de polluants, ce qui représente une amélioration significative par rapport au modèle traditionnel dans lequel les zones industrielles isolées dépendent uniquement de générateurs diesel pour l'alimentation électrique.

• Conception modulaire pour un déploiement flexible :Le BESS de qualité industrielle-est principalement conditionné dans des conteneurs standards. Par exemple, les produits BESS de Cummins sont encapsulés dans des conteneurs standard ISO de 10-pieds ou 20-pieds, permettant une installation plug-and-play-. Cette conception modulaire facilite le transport et le déploiement dans les zones industrielles éloignées avec des environnements difficiles et un transport peu pratique. Il peut également être étendu de manière flexible en fonction de l'échelle de production de la zone industrielle : qu'il s'agisse d'un petit site minier ou d'un grand parc industriel éloigné, il peut être associé à une configuration électrique appropriée.

Stabilisation de la tension : maintenir un fonctionnement stable des micro-réseaux industriels

• Réponse rapide aux fluctuations de tension :Le démarrage ou l'arrêt soudain-de gros équipements industriels tels que les fours à arc électrique et les chaudières industrielles dans les zones industrielles éloignées peuvent provoquer des changements soudains de charge et des chutes de tension. BESS peut réagir en quelques millisecondes, en injectant rapidement de l’énergie dans le micro-réseau pour supprimer les fluctuations de tension. Par exemple, lorsqu'un concasseur de mine démarre, BESS peut ajuster rapidement la puissance pour éviter les chutes de tension. Par rapport aux 5 à 10 secondes nécessaires au réglage des générateurs diesel traditionnels, la réponse rapide de BESS évite efficacement les pertes de production causées par l'instabilité de la tension.

• Compenser l’inertie insuffisante des réseaux d’énergies renouvelables :Les centrales électriques traditionnelles à combustibles fossiles reposent sur des turbines rotatives pour stocker l’énergie cinétique, ce qui peut amortir les fluctuations de tension et de fréquence. Cependant, les énergies solaire et éolienne ne disposent pas de cette inertie de rotation, ce qui rend les micro-réseaux situés dans les zones industrielles isolées qui dépendent des énergies renouvelables, sujets à l'instabilité de la tension. BESS simule les caractéristiques inertielles des centrales électriques traditionnelles grâce à des algorithmes de contrôle avancés. En injectant ou en absorbant rapidement de l’énergie, il équilibre les changements de tension provoqués par une production d’énergie renouvelable instable, maintenant ainsi le fonctionnement stable du micro-réseau. Une étude de l'Université de Lisbonne montre que l'ajout d'un BESS de 10 MW à un réseau de 50 MW peut réduire les écarts de fréquence (étroitement liés à la stabilité de la tension) jusqu'à 50 % lors de brusques surtensions de charge.

• Tension de stabilisation pendant la commutation d'anomalie du réseau :Certaines zones industrielles isolées sont connectées à des réseaux électriques principaux faibles. Lorsque des anomalies de tension ou des pannes de courant se produisent sur le réseau principal, BESS peut passer en mode hors réseau en quelques millisecondes, agissant comme une source d'alimentation de secours pour les charges de production critiques et garantissant que les principales liaisons de production ne sont pas affectées par un effondrement de tension. Cette capacité de commutation transparente évite les interruptions de production causées par des coupures de tension soudaines, préservant ainsi la stabilité des processus de production industrielle.

Article connexe :Combien de batteries solaires sont nécessaires pour alimenter une maison ?

Quelles sont les tendances des coûts BESS pour 2025, y compris le coût des batteries LCOE et LFP par kWh ?

En 2025,Systèmes de stockage d’énergie par batteriemontrera une tendance globale significative à la réduction des coûts. En tant que technologie de stockage d'énergie dominante, les batteries au lithium fer phosphate (LFP) connaîtront une baisse continue des coûts d'intégration de leurs cellules et systèmes : le prix moyen des cellules tombera en dessous de 0,0624 dollars américains par watt-heure, et le coût d'intégration du système pourra être contrôlé entre 0,0970 dollars américains et 0,1524 dollars américains par watt-heure.

Parallèlement, bénéficiant de facteurs tels que la diminution du coût des systèmes de stockage d'énergie et l'amélioration de l'efficacité de l'intégration, le coût actualisé de l'énergie (LCOE) des projets de stockage d'énergie tels que l'intégration du stockage solaire-convergera entre 0,0485 USD et 0,0554 USD par kilowatt-heure. La réduction des coûts est principalement due à plusieurs facteurs, notamment la rationalisation des prix des matières premières, l'itération et la mise à niveau technologiques et la production à grande échelle-.

• Baisse constante des coûts des cellules: En 2024, le prix des cellules de batterie au lithium fer phosphate (LFP) était déjà tombé à 0,0582 dollars américains par watt-heure, et d'ici 2025, le prix moyen tombera encore en dessous de 0,0624 dollars américains par watt-heure. Cette tendance est principalement due à deux facteurs clés : d'une part, les prix des matières premières en amont telles que le carbonate de lithium ont reculé par rapport à leurs sommets de 2023 pour s'établir autour de 1 385,6 dollars américains la tonne métrique. Parallèlement, la maturité de technologies telles que l'extraction du lithium des lacs salés et le recyclage des batteries a amélioré la stabilité de l'approvisionnement en matières premières, atténuant ainsi la pression sur les coûts des matières premières. D'autre part, des entreprises de premier plan telles que CATL et BYD ont étendu leur production à grande échelle, créant des économies d'échelle qui réduisent les coûts de production unitaires. Actuellement, les prix de production en série des cellules de batterie LFP des principaux fabricants se situent entre 0,0624 et 0,0899 dollars américains par watt-heure.

• Optimisation synchrone des coûts d'intégration du système: En 2025, le coût d'intégration des systèmes de stockage d'énergie LFP sera maîtrisé entre environ 0,0970 dollars américains à 0,1524 dollars américains par watt-heure. La répartition des coûts est la suivante : les cellules de batterie représentent 60 à 70 % du coût total du système, le système de gestion de batterie (BMS) représente 10 à 15 % et l'intégration du PACK (y compris les composants structurels et la gestion thermique) représente 15 à 20 %. L'application de technologies telles que Cell to Pack (CTP) et Cell to Chassis (CTC) a réduit l'utilisation de composants structurels, amélioré la densité énergétique et encore réduit les coûts d'intégration. De plus, l'augmentation significative du taux de localisation d'équipements clés tels que les BMS et les systèmes de conversion de puissance (PCS) a également contribué à la baisse des coûts d'intégration des systèmes.

• Modifications du coût actualisé de l’énergie (LCOE) : En 2025, le LCOE du cycle de vie complet-des projets d'intégration de stockage solaire-sera d'environ 0,0485 à 0,0554 dollar américain par kilowatt-heure. Cette réussite bénéficie de la double réduction des coûts des modules photovoltaïques (PV) et des systèmes de stockage d'énergie : le prix moyen des modules photovoltaïques devrait tomber en dessous de 0,1247 dollars américains par watt en 2025 et, combiné à l'optimisation des coûts des systèmes de stockage d'énergie LFP, il a considérablement réduit le LCOE global. Les systèmes de gestion de l’énergie ont encore optimisé la consommation d’énergie, réduisant indirectement le LCOE. Pour certains systèmes de stockage d'énergie LFP dotés de capacités de cycle long-, le LCOE par cycle peut même tomber en dessous de 0,0277 dollars américains par kilowattheure-heure, ce qui offre une forte viabilité économique dans des scénarios tels que la régulation de fréquence côté réseau-et le stockage de soutien aux énergies renouvelables.

Conclusion

Systèmes de stockage d'énergie par batteriesont passées de solutions d’alimentation de secours traditionnelles à une pierre angulaire de l’infrastructure mondiale d’énergie propre. Grâce aux progrès continus des batteries au lithium fer phosphate (LFP) et des onduleurs de stockage (PCS) à base de carbure de silicium (SiC)-, BESS couvre désormais les applications allant des systèmes résidentiels de 20 kW aux projets connectés au réseau à grande échelle-.

Ils jouent un rôle essentiel en garantissant la stabilité énergétique, en contrôlant les coûts et en permettant l’intégration évolutive des centrales solaires et éoliennes. En tant que tel,BESSfournir un soutien essentiel à la poursuite mondiale de-zéro émission nette.

Vous recherchez un système de stockage d'énergie-efficace pour votre installation ou votre maison ?Contactez Copow pour obtenir les informations les plus récentes et les plus avancées.-.

FAQ

Quelle taille BESS (5-20KW Maison/Entreprise 20-200KW) Ai-je besoin deIntégration solaire?

Cela dépend de votre consommation électrique quotidienne, de votre charge de pointe et de votre utilisation ou non d'énergies renouvelables (par exemple, l'énergie solaire). Les systèmes domestiques vont généralement de 5 à 20 kW (idéal pourautoconsommation solaire-), tandis que les entreprises/petits sites industriels utilisent souvent 20 à 200 kW pourrasage de pointe.

Combien de temps dure unSystème de stockage sur batterie LFPDernier? (4 000 à 12 000 cycles)

Un BESS dure généralement 10 à 15 ans, avecPiles LFPoffrant 4 000 à 12 000 cycles (l'une des options les plus durables-). Une bonne gestion thermique et une surveillance régulière prolongent la durée de vie.

Quels sont les avantages de BESS pourIntégration des énergies renouvelables solaires/éoliennes?

Stockez l'excès d'énergie des périodes de pointe d'ensoleillement/vent, fournissez une alimentation de secours nocturne, réduisez les factures viarasage de pointeet réduire les émissions de carbone.

Combien coûte un20KW BESSCoût pourUtilisation solaire domestiqueEn 2025 ?

Le coût dépend du type de batterie - 20 KWLFP BESSfait généralement référence au coût moyen de 0,08 $ par watt pour 2025, les coûts totaux variant selon les composants et l'installation.

EstBatterie LFPLe meilleur choix pourStockage d'énergie à l'échelle du réseau-?

Oui -Piles LFP'une sécurité élevée (température d'emballement thermique de 270 degrés), une longue durée de vie et une rentabilité en font l'option privilégiée pourstockage à l'échelle de la grille-.

en rapport:

Les 4 principaux fabricants chinois de systèmes de stockage d’énergie en 2025