Stockage d'énergie commercial et industriel vs stockage de batteries à grande échelle

Alors que le monde s'oriente 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 majeures qui ont émergé 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 constitué d'une seule armoire. Ces systèmes sont conçus pour fournir une alimentation de secours à des installations telles que les bâtiments commerciaux, les hôpitaux et les centres de données. Plus compacts que les grands systèmes de stockage par batteries, leurs capacités varient de quelques centaines de kilowatts à plusieurs mégawatts. Ils sont conçus pour fournir de l'énergie pendant de courtes périodes, souvent jusqu'à quelques heures. Ces systèmes permettent également de réduire la demande énergétique aux heures de pointe et d'améliorer la qualité de l'énergie grâce à la régulation de la tension et de la fréquence.systèmes de stockage d'énergie C&IIls peuvent être installés sur site ou à distance et sont de plus en plus populaires auprès des installations qui cherchent à réduire leurs coûts énergétiques et à accroître leur résilience énergétique.

À l'inverse, les grands systèmes de stockage d'énergie par batteries sont conçus pour stocker l'énergie issue de sources renouvelables, comme l'éolien et le solaire. Ces systèmes ont des capacités de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mégawatts et peuvent stocker l'énergie pendant de longues périodes, allant de quelques heures à plusieurs jours. Ils sont souvent utilisés pour fournir des services au réseau électrique, tels que l'écrêtement des pointes de consommation, l'équilibrage de la charge et la régulation de fréquence. Selon l'application, ces grands systèmes de stockage par batteries peuvent être installés à proximité des sources d'énergie renouvelables ou du réseau électrique, et leur utilisation ne cesse de croître à mesure que le monde évolue vers un mix énergétique plus durable.

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

schéma de structure d'un système de centrale de stockage d'énergie

Stockage d'énergie commercial et industriel vs. stockage par batteries 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 d'énergie aux heures de pointe. Ils servent également à améliorer la qualité de l'énergie électrique en assurant la régulation de la tension et de la fréquence.

En comparaison, les systèmes de stockage d'énergie par batteries à grande échelle offrent une capacité bien supérieure à celle des systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels. Leur capacité se situe généralement entre plusieurs dizaines et plusieurs centaines de mégawatts. 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 de longues périodes, allant de plusieurs heures à plusieurs jours, et sont utilisés pour fournir des services au réseau électrique, comme l'écrêtement des pointes de consommation, l'équilibrage de la charge et la régulation de fréquence.

Stockage d'énergie commercial et industriel vs. stockage par batteries à grande échelle : taille
Les systèmes de stockage d'énergie pour applications commerciales et industrielles (C&I) présentent généralement des dimensions plus réduites que les grands systèmes de stockage par batteries. Ils peuvent être installés sur site ou à distance et sont conçus pour être compacts et facilement intégrables aux bâtiments et installations existants. À l'inverse, les grands systèmes de stockage par batteries nécessitent davantage d'espace et sont généralement installés sur de vastes terrains ou dans des bâtiments spécialement conçus pour abriter les batteries et les équipements associés.

La différence de taille et de capacité entre les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels et les systèmes de stockage par batteries à grande échelle s'explique principalement par leurs applications respectives. Les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont conçus pour fournir une alimentation de secours et réduire la demande énergétique lors des pics de consommation pour chaque installation. À l'inverse, les systèmes de stockage par batteries à grande échelle sont destinés à stocker l'énergie à une échelle beaucoup plus importante afin de favoriser l'intégration des énergies renouvelables au réseau et de fournir des services de réseau à l'ensemble de la collectivité.

Stockage d'énergie commercial et industriel vs. stockage par batteries à grande échelle : batteries
stockage d'énergie commercial et industrielUtilise des batteries à base d'énergie. Le stockage d'énergie commercial et industriel présente des exigences de temps de réponse relativement faibles, et l'utilisation de batteries à base d'énergie permet une prise en compte globale 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 systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels, la plupart des centrales de stockage d'énergie utilisent des batteries de puissance. Cependant, la nécessité de fournir des services auxiliaires d'alimentation impose des exigences plus élevées en termes de durée de vie et de temps de réponse aux systèmes de batteries des centrales FM. Pour la régulation de fréquence et les batteries de secours, il est donc nécessaire d'opter pour des batteries de puissance. Certaines entreprises spécialisées dans le stockage d'énergie à l'échelle du réseau ont présenté des systèmes de batteries pour centrales électriques dont la durée de vie peut atteindre environ 8 000 cycles, soit plus que les batteries de puissance classiques.

Stockage d'énergie commercial et industriel vs. stockage par batteries à grande échelle : BMS
Les systèmes de batteries de stockage d'énergie commerciaux et industriels peuvent assurer des fonctions de protection contre la surcharge, la décharge excessive, la surintensité, la surchauffe, la sous-température, les courts-circuits et la limitation de courant.bloc-batterieLes systèmes de stockage d'énergie par batteries commerciaux et industriels peuvent également assurer des fonctions d'égalisation de tension pendant la charge, la configuration des paramètres et la surveillance des données via un logiciel en arrière-plan, la communication avec de nombreux types différents de PCS 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 divers paramètres et l'état de fonctionnement des batteries, et assure une gestion efficace (égalisation, alarme et protection) afin que chaque groupe de batteries fournisse un rendement égal et que le système atteigne des conditions de fonctionnement optimales 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 maximise la durée de vie des batteries et garantit la stabilité, la sécurité et la fiabilité du système de stockage d'énergie.

Stockage d'énergie commercial et industriel vs. stockage par batteries à grande échelle : PCS
Le convertisseur de stockage d'énergie (CSE) est un élément clé entre le dispositif de stockage et le réseau électrique. De manière générale, les CSE destinés au stockage d'énergie commercial et industriel sont relativement monofonctionnels et plus adaptables. Les onduleurs de stockage d'énergie commerciaux et industriels, basés sur une conversion de courant bidirectionnelle, sont compacts, extensibles selon les besoins et s'intègrent facilement au système de batteries. Leur très large plage de tension (150-750 V) permet de gérer les batteries au plomb, au lithium, LEP et autres, en série ou en parallèle. La charge et la décharge unidirectionnelles les rendent compatibles avec différents types d'onduleurs photovoltaïques.

Le convertisseur de la centrale de stockage d'énergie intègre une fonction de soutien au réseau. Sa tension d'alimentation côté courant continu est large, permettant un fonctionnement à pleine charge jusqu'à 1 500 V. Outre ses fonctions de base, il assure également le soutien au réseau, notamment la régulation primaire de fréquence et la planification rapide de la production et de la consommation. Le réseau est hautement adaptable et garantit une réponse en puissance très rapide (< 30 ms).

Stockage d'énergie industriel et commercial vs stockage par batteries à grande échelle : EMS
Les fonctions des systèmes de gestion de l'énergie (EMS) pour le stockage d'énergie commercial et industriel sont plus basiques. La plupart de ces systèmes n'ont pas besoin de recevoir d'injection sur le réseau ; ils doivent seulement assurer une bonne gestion de l'énergie locale, gérer l'équilibrage des batteries du système de stockage, garantir la sécurité de fonctionnement, assurer une réponse rapide en quelques millisecondes et permettre une gestion intégrée et une régulation centralisée des équipements du sous-système de stockage d'énergie.

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

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

• Alimentation de secours : Les systèmes de stockage d’énergie pour applications commerciales et industrielles fournissent une alimentation de secours en cas de coupure de courant ou de défaillance du réseau électrique. Ils garantissent ainsi la continuité des activités critiques, telles que les centres de données, les hôpitaux et les usines.
• Décalage de la charge : les systèmes de stockage d’énergie commerciaux et industriels peuvent contribuer à réduire les coûts énergétiques en décalant la consommation d’énergie des périodes de pointe vers les périodes creuses, lorsque l’énergie est moins chère.
• Réponse à la demande : Les systèmes de stockage d'énergie C&I peuvent être utilisés pour réduire la demande d'énergie de pointe pendant les périodes de forte consommation d'énergie, comme lors des vagues de chaleur, en stockant l'énergie pendant les périodes creuses puis en la restituant pendant les périodes de forte demande.
• Qualité de l'énergie : les systèmes de stockage d'énergie C&I peuvent contribuer à améliorer la qualité de l'énergie en assurant la régulation de la tension et le contrôle de la fréquence, ce qui est important pour les équipements et les appareils électroniques sensibles.

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

Stockage de l'énergie provenant de sources renouvelables : Les systèmes de stockage par 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 assurer un approvisionnement énergétique constant.

• Écrêtement des pointes : Les systèmes de stockage d'énergie par batteries à grande échelle peuvent contribuer à réduire la demande d'énergie de pointe en déchargeant l'énergie stockée pendant les périodes de forte demande, ce qui peut permettre d'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 d’énergie par batteries à grande échelle peuvent contribuer à équilibrer le réseau en stockant l’énergie pendant les périodes de faible demande et en la restituant pendant les périodes de forte demande, ce qui peut contribuer à prévenir les pannes de courant et à améliorer la stabilité du réseau.
• Régulation de fréquence : Les systèmes de stockage d’énergie par batteries à grande échelle peuvent contribuer à réguler la fréquence du réseau en fournissant ou en absorbant de l’énergie afin de maintenir une fréquence constante, ce qui est important pour garantir la stabilité du réseau.

En conclusion, les systèmes de stockage d'énergie pour applications commerciales et industrielles et les systèmes de stockage par batteries à grande échelle présentent chacun des applications et des avantages spécifiques. Les systèmes commerciaux et industriels 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 renforce le réseau électrique. Le choix du système le plus adapté dépend des besoins de l'application, de la durée de stockage souhaitée et du rapport coût-efficacité.

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