Stockage d'énergie C&I vs. stockage sur batterie à grande échelle

Alors que le monde évolue vers un avenir énergétique plus durable et plus propre, les systèmes de stockage d'énergie sont devenus un élément essentiel du mix énergétique. Parmi ces systèmes, le stockage d'énergie commercial et industriel (C&I) et le stockage par batteries à grande échelle sont deux solutions phares apparues ces dernières années. Dans cet essai, nous explorerons les différences entre ces deux types de systèmes de stockage d'énergie et leurs applications.

Le stockage d'énergie industriel et commercial est généralement intégré et construit dans une seule armoire. Les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont conçus pour fournir une alimentation de secours à des installations telles que des bâtiments commerciaux, des hôpitaux et des centres de données. Ces systèmes sont généralement plus petits que les grands systèmes de stockage sur batterie, avec des capacités allant de quelques centaines de kilowatts à plusieurs mégawatts, et sont conçus pour fournir de l'électricité pendant de courtes périodes, souvent jusqu'à quelques heures. Les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont également utilisés pour réduire la demande énergétique aux heures de pointe et pour améliorer la qualité de l'énergie grâce à la régulation de la tension et du contrôle de la fréquence.Systèmes de stockage d'énergie C&Ipeuvent être installés sur site ou à distance et deviennent de plus en plus populaires pour les installations cherchant à réduire les coûts énergétiques et à augmenter la résilience énergétique.

En revanche, les grands systèmes de stockage d'énergie par batterie sont conçus pour stocker l'énergie issue de sources renouvelables, comme l'éolien et le solaire. Leurs capacités varient de quelques dizaines à plusieurs centaines de mégawatts et permettent de stocker l'énergie pendant de longues périodes, de quelques heures à plusieurs jours. Ils sont souvent utilisés pour fournir des services réseau tels que l'écrêtement des pointes de consommation, l'équilibrage de charge et la régulation de fréquence. Les grands systèmes de stockage par batterie peuvent être situés à proximité de sources d'énergie renouvelables ou du réseau, selon l'application, et leur popularité ne cesse de croître à mesure que le monde évolue vers un mix énergétique plus durable.

Schéma de structure du système de stockage d'énergie commercial et industriel

Schéma de la structure du système de stockage d'énergie

Stockage d'énergie C&I vs. stockage sur batterie à grande échelle : capacité
Les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels (C&I) ont généralement une capacité de quelques centaines de kilowatts (kW) à quelques mégawatts (MW). Ces systèmes sont conçus pour fournir une alimentation de secours pendant de courtes périodes, généralement jusqu'à quelques heures, et pour réduire la demande énergétique aux heures de pointe. Ils permettent également d'améliorer la qualité de l'énergie en assurant la régulation de la tension et de la fréquence.

En comparaison, les systèmes de stockage sur batterie à grande échelle ont une capacité bien supérieure à celle des systèmes de stockage d'énergie C&I. Leur capacité varie généralement de quelques dizaines à plusieurs centaines de mégawatts et ils sont conçus pour stocker l'énergie issue de sources renouvelables telles que l'éolien et le solaire. Ces systèmes peuvent stocker l'énergie pendant des périodes plus longues, allant de quelques heures à plusieurs jours, et sont utilisés pour fournir des services réseau tels que l'écrêtement des pointes de consommation, l'équilibrage de charge et la régulation de fréquence.

Stockage d'énergie C&I vs. stockage sur batterie à grande échelle : taille
La taille physique des systèmes de stockage d'énergie C&I est généralement inférieure à celle des systèmes de stockage sur batterie à grande échelle. Ces systèmes peuvent être installés sur site ou à distance et sont conçus pour être compacts et s'intégrer facilement aux bâtiments ou installations existants. En revanche, les systèmes de stockage sur batterie à grande échelle nécessitent plus d'espace et sont généralement situés dans de vastes champs ou dans des bâtiments spécialement conçus pour abriter les batteries et autres équipements associés.

La différence de taille et de capacité entre les systèmes de stockage d'énergie C&I et les systèmes de stockage sur batterie à grande échelle s'explique principalement par leurs applications spécifiques. Les systèmes de stockage d'énergie C&I sont destinés à fournir une alimentation de secours et à réduire la demande énergétique des installations individuelles aux heures de pointe. En revanche, les systèmes de stockage sur batterie à grande échelle sont destinés à assurer un stockage d'énergie à plus grande échelle afin de soutenir l'intégration des énergies renouvelables au réseau et de fournir des services de réseau à l'ensemble de la communauté.

Stockage d'énergie C&I vs. Stockage par batterie à grande échelle : Batteries
Stockage d'énergie commercial et industrielUtilise des batteries à énergie. Le stockage d'énergie commercial et industriel exige un temps de réponse relativement court, et les batteries à énergie sont utilisées pour une prise en compte complète du coût, de la durée de vie, du temps de réponse et d'autres facteurs.

Les centrales de stockage d'énergie utilisent des batteries de puissance pour la régulation de fréquence. À l'instar des centrales de stockage d'énergie commerciales et industrielles, la plupart d'entre elles utilisent des batteries de puissance. Cependant, en raison de la nécessité de fournir des services auxiliaires d'alimentation, les systèmes de batteries de centrale FM nécessitent un temps de réponse plus long. Pour la régulation de fréquence, des batteries de secours doivent être sélectionnées. Certaines entreprises de stockage d'énergie à l'échelle du réseau ont lancé des systèmes de batteries de centrales électriques dont les temps de cycle peuvent atteindre environ 8 000 fois ceux des batteries de type énergie ordinaire.

Stockage d'énergie C&I vs. Stockage par batterie à grande échelle : BMS
Le système de batterie de stockage d'énergie commercial et industriel peut fournir des fonctions de protection contre les surcharges, les décharges excessives, les surintensités, les surchauffes, les sous-chauffes, les courts-circuits et les limites de courant pour lebatterieLes systèmes de batteries de stockage d'énergie commerciaux et industriels peuvent également fournir des fonctions d'égalisation de tension pendant la charge, la configuration des paramètres et la surveillance des données via un logiciel d'arrière-plan, la communication avec de nombreux types de PCS différents et la gestion intelligente conjointe des systèmes de stockage d'énergie.

La centrale de stockage d'énergie présente une structure plus complexe avec une gestion unifiée des batteries par couches et niveaux. En fonction des caractéristiques de chaque couche et niveau, la centrale calcule et analyse les différents paramètres et l'état de fonctionnement des batteries, assurant une gestion efficace (égalisation, alarmes et protections), afin que chaque groupe de batteries fournisse un rendement égal et garantisse un fonctionnement optimal et une durée de vie maximale. Elle fournit des informations précises et efficaces sur la gestion des batteries, améliore considérablement leur efficacité énergétique et optimise les caractéristiques de charge grâce à la gestion de l'égalisation. Parallèlement, elle optimise la durée de vie des batteries et garantit la stabilité, la sécurité et la fiabilité du système de stockage d'énergie.

Stockage d'énergie C&I vs. stockage sur batterie à grande échelle : PCS
Le convertisseur de stockage d'énergie (PCS) est l'élément clé entre le dispositif de stockage d'énergie et le réseau électrique. Les PCS de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont relativement monofonctionnels et plus adaptables. Basés sur une conversion de courant bidirectionnelle, les onduleurs de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont compacts, extensibles et faciles à intégrer au système de batteries. Leur plage de tension ultra-large de 150 à 750 V permet de répondre aux besoins des batteries plomb-acide, lithium, LEP et autres batteries en série et en parallèle. Leur charge et décharge unidirectionnelles sont compatibles avec divers types d'onduleurs photovoltaïques.

La centrale de stockage d'énergie PCS est compatible avec le réseau. La tension côté CC du convertisseur est large, pouvant atteindre 1 500 V à pleine charge. Outre les fonctions de base du convertisseur, il offre également des fonctions de support du réseau, telles que la régulation de fréquence primaire et la programmation rapide de la charge du réseau source. Le réseau est hautement adaptable et offre une réponse en puissance rapide (< 30 ms).

Stockage d'énergie industriel et commercial vs. stockage sur batterie à grande échelle : EMS
Les fonctions des systèmes de stockage d'énergie EMS commerciaux et industriels sont plus élémentaires. La plupart de ces systèmes ne nécessitent pas de répartition du réseau ; ils doivent simplement assurer une gestion locale efficace de l'énergie, prendre en charge la gestion de l'équilibre des batteries du système de stockage, garantir la sécurité opérationnelle, assurer une réactivité ultra-rapide et assurer une gestion intégrée et une régulation centralisée des équipements du sous-système de stockage.

Le système EMS des centrales de stockage d'énergie est plus exigeant. Outre la fonction de gestion énergétique de base, il doit également fournir une interface de répartition du réseau et une fonction de gestion de l'énergie pour le système de micro-réseau. Il doit prendre en charge divers statuts de communication, disposer d'une interface de répartition d'énergie standard, et être capable de gérer et de surveiller l'énergie d'applications telles que le transfert d'énergie, le micro-réseau et la régulation de fréquence du réseau, ainsi que de prendre en charge la surveillance de systèmes multi-énergies complémentaires tels que la source, le réseau, la charge et le stockage.

Stockage d'énergie industriel et commercial vs. stockage sur batterie à grande échelle : applications
Les systèmes de stockage d'énergie C&I sont principalement conçus pour les applications de stockage et de gestion d'énergie sur site ou à proximité du site, notamment :

• Alimentation de secours : Les systèmes de stockage d'énergie C&I assurent une alimentation de secours en cas de panne ou de défaillance du réseau. Cela garantit la continuité des activités critiques, comme celles des centres de données, des hôpitaux et des usines de fabrication.
• Déplacement de charge : les systèmes de stockage d’énergie C&I peuvent contribuer à réduire les coûts énergétiques en déplaçant la consommation d’énergie des périodes de pointe vers les périodes creuses où l’énergie est moins chère.
• Réponse à la demande : les systèmes de stockage d'énergie C&I peuvent être utilisés pour réduire la demande énergétique de pointe pendant les périodes de forte consommation d'énergie, comme pendant les vagues de chaleur, en stockant l'énergie pendant les périodes creuses, puis en la déchargeant pendant les périodes de demande de pointe.
• Qualité de l'énergie : les systèmes de stockage d'énergie C&I peuvent contribuer à améliorer la qualité de l'énergie en fournissant une régulation de tension et un contrôle de fréquence, ce qui est important pour les équipements et l'électronique sensibles.

En revanche, les systèmes de stockage de batteries à grande échelle sont conçus pour des applications de stockage et de gestion d'énergie à l'échelle du réseau, notamment :

Stockage de l’énergie provenant de sources renouvelables : Les systèmes de stockage de batteries à grande échelle sont utilisés pour stocker l’énergie provenant de sources renouvelables, telles que l’énergie éolienne et solaire, qui sont intermittentes et nécessitent un stockage pour fournir un approvisionnement énergétique constant.

• Écrêtement des pointes : les systèmes de stockage de batteries à grande échelle peuvent contribuer à réduire la demande énergétique de pointe en déchargeant l'énergie stockée pendant les périodes de forte demande, ce qui peut aider à éviter le recours à des centrales de pointe coûteuses qui ne sont utilisées que pendant les périodes de pointe.
• Équilibrage de la charge : les systèmes de stockage de batteries à grande échelle peuvent aider à équilibrer le réseau en stockant l’énergie pendant les périodes de faible demande et en la déchargeant pendant les périodes de forte demande, ce qui peut aider à prévenir les pannes de courant et à améliorer la stabilité du réseau.
• Régulation de fréquence : les systèmes de stockage de batteries à grande échelle peuvent aider à réguler la fréquence du réseau en fournissant ou en absorbant de l'énergie pour aider à maintenir une fréquence constante, ce qui est important pour assurer la stabilité du réseau.

En conclusion, le stockage d'énergie C&I et les systèmes de stockage sur batterie à grande échelle présentent des applications et des avantages uniques. Les systèmes C&I améliorent la qualité de l'énergie et assurent une alimentation de secours aux installations, tandis que le stockage à grande échelle intègre les énergies renouvelables et soutient le réseau. Le choix du système adapté dépend des besoins de l'application, de la durée de stockage et de la rentabilité.

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