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Stockage d'énergie (BESS) pour les énergies renouvelables

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Stockage d'énergie (BESS)

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Système de stockage d'énergie (BESS – Battery Energy Storage System)

Un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) est une solution de stockage d'énergie qui stocke l'énergie électrique dans des batteries et la restitue en cas de besoin. Il permet une meilleure intégration des énergies renouvelables, améliore la stabilité du réseau, fournit une alimentation de secours et facilite la gestion des pics de charge.

Une installation BESS type combine :

Système de batteries + Système de gestion des batteries (BMS) + Système de conversion de puissance (PCS) + Système de gestion de l’énergie (EMS) + Transformateur MT + Appareillage MT

1. Principales fonctions du BESS
Décalage temporel de l’énergie

Stocke l’électricité lorsque l’énergie est bon marché ou abondante et la fournit pendant les périodes de forte demande.

Exemple :
·Énergie solaire (en journée)
·Charge des batteries
·Pointe de demande en soirée
·Décharge des batteries

Égalisation des pointes de charge
·Réduit la demande maximale en fournissant l’énergie stockée pendant les périodes de pointe.

Avantages :
·Réduction des frais liés à la demande d’électricité
·Réduction de la charge sur les transformateurs
·Amélioration du rendement du réseau
·Intégration des énergies renouvelables

Le BESS compense les fluctuations des énergies renouvelables :
·Variations de la production solaire
·Fluctuations de l’énergie éolienne
·Effets d’ombrage dus aux nuages

Il contribue à fournir une production d’électricité plus régulière au réseau.
·Soutien du réseau
·Le BESS peut assurer :
·La régulation de fréquence
·Le maintien de la tension
·La compensation de puissance réactive
·La capacité de démarrage autonome
·Le remplacement des réserves tournantes

2. Principaux composants du BESS

1) Système de batteries
·Le cœur du système de stockage d’énergie.
Technologies de batteries courantes :

Lithium-fer-phosphate (LFP)
·La plus courante pour les BESS à grande échelle.
Avantages :
·Sécurité élevée
·Longue durée de vie
·Bonne stabilité thermique

Nickel-manganèse-cobalt (NMC)
Avantages :
·Densité énergétique plus élevée
·Encombrement réduit
Applications :
·Systèmes mobiles et à espace limité

2) Système de gestion de batterie (BMS)
Surveille et protège les cellules de batterie.
Fonctions :
·Surveillance de la tension des cellules
·Surveillance de la température
·État de charge (SOC)
·État de santé (SOH)
·Équilibrage des cellules
·Protection contre les défauts

3) Système de conversion de puissance (PCS)
Convertit :
·Le courant continu (CC) de la batterie
·Le courant alternatif (CA) du réseau
·Et inversement.
Fonctions :
·Charge de la batterie
·Décharge de la batterie
·Contrôle de la puissance active
·Contrôle de la puissance réactive
Puissances nominales typiques du PCS :
·De 50 kW à plusieurs MW par unité

4) Système de gestion de l’énergie (EMS)
Plateforme de contrôle qui gère :
·Les programmes de charge/décharge
·les commandes du réseau
·l’intégration des énergies renouvelables
·l’optimisation énergétique
·la surveillance à distance

5) Transformateur MT
Relie le système de stockage d’énergie par batterie (BESS) au réseau moyenne tension.
Caractéristiques typiques :
·Sortie de la batterie/du PCS
·400 V–690 V CA
·Transformateur MT
·Réseau 6,6 kV–35 kV

6) Appareillage MT
Assure :
·L’isolation
·La protection
·La commande de commutation
Comprend :
·Unité de mesure et de commande (RMU)
·Appareillage VCB
·Relais de protection
·Parafoudres

3. Caractéristiques typiques des systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS)
·Puissance nominale : 100 kW – 500 MW+
·Capacité énergétique : 200 kWh – ordre du GWh
·Tension des batteries : de quelques centaines de volts à 1 500 V CC
·Raccordement au réseau : BT / MT / HT
·Temps de réponse : quelques millisecondes
·Durée de vie en service : 10 à 20 ans
·Nombre de cycles : 3 000 à 10 000+ cycles

4. Types d’applications des systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS)

A.) Systèmes BESS à l’échelle des réseaux électriques
Capacité :
·10 MW à 500 MW et plus
Applications :
·Équilibrage du réseau
·Intégration des énergies renouvelables
·Régulation de fréquence

B.) Systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) commerciaux et industriels (C&I)
Applications :
·Égalisation des pics de consommation en usine
·Alimentation de secours
·Gestion de la demande
·Micro-réseaux

C.) Systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) résidentiels
Applications :
· Autoconsommation solaire
· Alimentation de secours domestique
· Autonomie énergétique

D.) Systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) hybrides renouvelables
Combinés avec :
· Énergie solaire photovoltaïque
· Éoliennes
· Énergie hydraulique
Exemple :
Centrale photovoltaïque
+
Système de stockage d'énergie (BESS)
+
Poste de transformation MT

Centrale d'énergie renouvelable dispatchable

Dans un réseau électrique moderne, un système de stockage d'énergie (BESS) fait office de tampon énergétique flexible — absorbant l'électricité excédentaire lorsqu'elle est disponible et fournissant de l'énergie lorsque cela est nécessaire — afin d'améliorer l'intégration des énergies renouvelables, la stabilité du réseau et l'efficacité énergétique.