Stockage de L’énergie solaire 

Depuis des décennies, les gens ont soutenu que l’électricité diffère de tous les autres produits parce qu’elle ne peut pas être stockée. Ceci est fondamentalement correct, mais les développements futurs ont la possibilité de supprimer cette limitation et de combiner le stockage avec d’autres technologies énergétiques, par exemple solaire pour créer un nouveau modèle d’énergie. Le système PV autonome se caractérise par une source l’énergie générée uniquement par les panneaux PV. Par conséquent, une batterie pour stocker l’énergie produite est nécessaire pour assurer l’alimentation électrique du système pendant la nuit ou pendant les périodes où le rayonnement solaire est faible. Les batteries au plomb acide sont le choix principal pour les systèmes PV autonomes, en raison de leur excellent rapport coût-efficacité et leur disponibilité dans le marché pour une large bande de puissance [62]. Dans le couplage direct entre le module PV et la batterie, une diode est généralement utilisée comme indiqué dans la Figure.3.1 (a) pour éviter le courant inverse de la batterie. Les avantages de ce couplage sont la simplicité et le faible coût. Les inconvénients de ce couplage sont : le panneau PV ne peut pas fournir du courant de charge lorsque la tension de sortie est supérieure à la tension de la batterie, le courant de charge diminue lorsque la différence de tension diminue à cause de l’augmentation de la tension de la batterie ou la diminution de la tension du module PV, le système ne fonctionne pas toujours de manière optimale pour convertir l’énergie solaire disponible en électricité. Pour améliorer la performance du système, un contrôleur MPPT est nécessaire entre le panneau PV et la batterie comme le montre la figure 1 (b).

Le contrôleur est généralement un convertisseur DC-DC. Il devrait être un buck-boost pour prendre en compte les conditions où la tension du panneau PV est supérieure ou inférieure à la tension de la batterie. Dans un tel système, un algorithme de contrôle optimal peut être mis en œuvre pour convertir l’énergie solaire maximale disponible en électricité [63]. Ce chapitre présente la conception d’un chargeur de batterie solaire avec un contrôleur MPPT. L’objectifs du système proposé est de convertir l’énergie solaire en électricité autant que possible dans des conditions météorologiques variables. 54 Batterie (a) (b) Convertisseur DC/DC Pnneau PV Stratégie de chargement avec MPPT Batterie Signale de commande Ipv Ibat V Vbat pv Figure 3.1 – Types de couplage entre un panneau PV et une batterie .

Rôle de la technologie de stockage d’énergie

Le stockage de l’énergie et la gestion de la demande sont deux options qui peuvent être utilisées pour augmenter le niveau de pénétration de la production distribuée et connectée au réseau. Le fait est que la production d’énergie à partir de l’énergie solaire est rarement constante dans le temps et que la demande d’électricité n’est jamais constante. Ainsi, l’utilisation d’une technologie de stockage d’énergie dans un système de production d’énergie solaire est importante. Les technologies de stockage d’énergie permettent au secteur de la production d’atteindre le niveau de qualité de l’énergie ainsi que la cohérence nécessaire du côté de la demande. Le stockage d’énergie peut également offrir une alimentation d’urgence et des possibilités d’économies de pointe. Le stockage d’énergie est particulièrement important pour le système d’alimentation électrique décentralisé en donnant la plus grande capacité de suivi de charge, ce qui est un facteur important de la gestion côté production..

Technologies des batteries

Cette section passe en revue les technologies de batterie possibles pour l’utilisation PV résidentielle. Chaque technologie de batterie peut être différenciée des autres par certains attributs tels que la capacité, la puissance nominale, le coût, la durée de vie, la durabilité du cycle, l’efficacité, le temps de réponse, la densité énergétique et l’autodécharge. La longévité du cycle (aussi appelée durée de vie du cycle) est une mesure du nombre de cycles complets (chargés de zéro à plein et de nouveau déchargés à zéro) les batteries peuvent durer. Le stockage d’énergie de batterie utilisé dans le système PV résidentiel doit avoir certaines caractéristiques. La capacité et la puissance nominale dépendent de la consommation d’énergie et de la production. En raison du coût relativement élevé de l’installation et de l’électronique de puissance, il est préférable d’utiliser des batteries qui ont une longue durée de vie et une bonne durabilité du cycle. La batterie doit être efficace pour que l’énergie utilisée pour la charger ne soit pas perdue lorsque la batterie se décharge sous une charge.

Le temps de réponse de la batterie doit être rapide (secondes à minutes) car la courbe de charge d’un client résidentiel peut être assez imprévisible. Cependant, il n’a pas besoin d’avoir un temps de réponse très rapide de l’ordre de quelques millisecondes. La densité énergétique est également un facteur important, bien qu’elle soit moins importante pour un usage domestique que dans un véhicule électrique ou dans un appareil mobile. Si la densité d’énergie volumétrique est faible, le stockage de l’énergie de la batterie nécessiterait beaucoup d’espace, ce qui est très important dans un petit appartement urbain. La densité d’énergie de poids est également importante parce que le plancher de la résidence devra être capable de supporter ce poids. Les limites de température de la technologie de batterie choisie doivent également être prises en compte, en particulier si la batterie doit être installée dans un espace de stockage non chauffé en hiver. Si la densité 56 d’énergie est suffisamment élevée, les batteries de 2 kW h utilisées dans un système résidentiel pourront être plus petites qu’un four à micro-ondes. Même un grand système résidentiel n’aurait pas besoin de beaucoup plus d’espace qu’un petit réfrigérateur, si des batteries à forte densité d’énergie étaient utilisées. Les sections suivantes passent en revue les trois technologies de batteries les plus couramment utilisées : les batteries au plomb, les batteries au lithium-ion et les batteries au nickel..