SYSTÈME DE STOCKAGE DES BATTERIES DANS UN SYSTÈME SOLAIRE

HISTORIQUE DES BATTERIES

Les premiers systèmes électrochimiques sont les piles ou systèmes primaires non rechargeables tel que la pile Volta cr e en 1801. Il existe aujourd’hui une grande diversit de piles. Sur la figure suivante, nous allons nous focaliser sur les systèmes rechargeables uniquement [10] Figure 4 : Frise chronologique de l’évolution des différents systèmes de batteries

LES DIFFÉRENTS TYPES DE BATTERIES

Les Batteries au plomb Une batterie au plomb est un ensemble d’accumulateurs au plomb-acide sulfurique raccordés en série et ou en parallèle afin d’obtenir une tension et une capacité désirée, et réunis dans un même boîtier. Les plaques et grilles de plomb sont en réalité constituées de plomb durci (par exemple à l’aide d’étain, de cadmium et de strontium raison d’un pourcentage faible de l’alliage). Ce système de « stockage » d’électricité est largement utilisé dans l’industrie, dans l’équipement des véhicules ferroviaires et automobiles (camions compris), mais aussi à chaque fois que l’on a besoin d’une énergie électrique immédiatement disponible (avion, satellite, etc.).[11] Figure 5 : structure d’une batterie au plomb 

Les Batteries Nickel – Cadmium

Un accumulateur nickel-cadmium ( Ni-Cd) est un accumulateur électrique rechargeable utilisant de l’hydroxyde de nickel et du cadmium comme électrodes. L’électrode positive est l’hydroxyde de Nickel, et le Cadmium l’électrode négative. L’électrolyte est à base de potassium, d’où le nom d’accumulateur alcalin. La tension varie de 1.15 à 1.45 V par élément avec une valeur nominale à 1.2 V. Bien que moins performants que les accumulateurs au Plomb, les accumulateurs au Cd-Ni présentent les avantages suivants [13] . Très bonne résistance mécanique (applications embarquées) ; . Ne craignent pas le gel et supportent les températures élevées ; . Supportent les décharges totales ; . Pas d’émanation toxique.

Les Batteries Nickel-Métal Hydrure (Ni-MH)

Les batteries Ni-MH diffèrent des Ni-Cd de par la constitution de l’ lectrode n gative ici basée sur de l’hydrogène adsorbé dans un métal, Cette technologie apporte des améliorations intéressantes par rapport au Ni-Cd. Tout d’abord, l’énergie spécifique est plus élevée. Ensuite, l’absence de cadmium rend le retraitement de l’accumulateur en fin de vie beaucoup plus aisé et une éventuelle rupture de la cuve moins problématique. Le coût de ce type de batterie reste malheureusement des plus élevés. Ces batteries ont été développées avec 3 objectifs : . Augmenter la capacité par unité de volume. . Favoriser les charges rapides. . Éliminer le cadmium toxique pour l’environnement et est d j interdit dans certains Pays. A part la première caractéristique (ils sont plus compacts), ces batteries ne sont pas meilleures que les Ni-Cd pour le solaire. Elles sont même moins bonnes en ce qui concerne la tenue au froid. 

Les Batteries Nickel-Na Cl

Simple, une très forte capacité pouvant subir un très grand nombre de cycles et extrêmement robustes. Ces accumulateurs fonctionnent malheureusement à 200°C et n cessitent qu’une partie de l’ nergie soit utilis e pour les maintenir cette temp rature. Leur développement est provisoirement arrêté, mais pourrait bien reprendre.

Les Batteries Nickel-Zinc

Dans le contexte actuel de souci environnemental, le remplacement du Cadmium par le Zinc serait le bienvenu et ces batteries ont une densit d’ nergie lev e (25% plus que la batterie Ni-Cd). La tension d’une cellule varie de 1.6 à 1.8 V. La durée de vie reste le problème majeur à résoudre. [14] 6. Les Batteries Lithium-Ion (Li-Ion) La batterie lithium-ion est basée sur l’échange réversible de l’ion lithium entre une électrode positive, le plus souvent un oxyde de métal de transition lithié (dioxyde de cobalt ou manganèse) et une électrode négative en graphite. L’emploi d’un électrolyte aprotique (un sel LiPF6 dissous dans un mélange de carbonate d’éthylène, de carbonate de propylène ou de tétrahydrofurane) est obligatoire pour éviter de dégrader les électrodes très réactives. Il existe d’autres types de batteries qu’on n’a pas cit es.