Le stockage : les projets de Plenitude, la technologie et son histoire
Des batteries résidentielles au stockage à l’échelle industrielle : comprendre les différentes solutions de stockage de l’énergie.
Les systèmes de stockage permettent d’emmagasiner l’énergie produite à partir de sources renouvelables et de la rendre disponible exactement au moment où elle est nécessaire. Plenitude contribue activement à cette évolution selon deux axes stratégiques : d’une part, elle propose des solutions de stockage avancées et intégrées au photovoltaïque pour maximiser l’autoconsommation des particuliers et des entreprises ; d’autre part, elle développe et exploite de grandes installations de stockage à l’échelle industrielle. Ces grandes infrastructures, directement raccordées au réseau électrique, sont conçues pour fonctionner en parfaite synergie avec les parcs éoliens et photovoltaïques auxquels elles sont associées ou pour fonctionner de manière indépendante. Elles fournissent des services de régulation et de stabilisation, offrant une plus grande flexibilité dans la gestion du dispatching et en équilibrant en permanence le réseau afin de répondre en temps réel à la demande d’énergie. Comprendre le fonctionnement de ces technologies permet de suivre les progrès de l’ensemble du secteur, des batteries domestiques aux grands systèmes de stockage internationaux.
L’engagement de Plenitude dans le stockage à grande échelle
En Sardaigne, Plenitude a réalisé sa première installation de stockage à l’échelle industrielle en Italie. Située à Assemini, près de Cagliari, elle est opérationnelle depuis juin 2023, au sein de la même zone industrielle où se trouve également une centrale photovoltaïque de 23 MW, avec laquelle elle partage certaines infrastructures de raccordement.
L’installation d’Assemini a été réalisée avec des modules de batteries reposant sur la technologie Lithium-Fer-Phosphate (LFP) et constitue l’un des premiers systèmes de stockage à l’échelle industrielle raccordés au réseau italien de transport d’électricité. L’installation fournit le service « fast reserve » de régulation ultrarapide de la fréquence, afin d’améliorer la stabilité de la fréquence du réseau, en coordination avec les services existants. En plus de contribuer à la sécurité du système électrique grâce à des temps d’activation très rapides, elle constitue un élément essentiel pour favoriser une pénétration toujours plus importante des énergies renouvelables dans le mix énergétique italien.
Le positionnement de Plenitude dans le domaine du stockage ne se limite pas à l’Italie : cette installation vient s’ajouter au système de stockage de Guajillo, au Texas. L’installation est située à proximité de l’un des plus grands parcs solaires de Plenitude en exploitation, Corazon Solar Farm, afin de maximiser les synergies opérationnelles. Elle fournira des services de stabilisation du réseau électrique local, contribuant ainsi à l’efficacité du système énergétique de l’ensemble de la région.
Stockage : comment ça fonctionne
Qu’il s’agisse d’une batterie domestique ou d’une grande installation à l’échelle industrielle, le principe à la base des systèmes de stockage lithium-ion est le même et est de nature électrochimique. Une batterie est composée de deux électrodes, une anode et une cathode, immergées dans un milieu conducteur appelé électrolyte.
Lors de la charge, les ions lithium migrent de la cathode vers l’anode, où ils sont stockés sous forme d’énergie chimique. Lors de la décharge, le processus s’inverse : les ions retournent vers la cathode à l’intérieur de la batterie, tandis que les électrons circulent dans le circuit externe, générant un courant électrique continu.
Cette technologie reste aujourd’hui dominante dans le secteur du stockage grâce à sa capacité à supporter un très grand nombre de cycles de charge et de décharge. Au cours de la dernière décennie, des solutions alternatives telles que les batteries à flux ont également été développées. Elles utilisent des électrolytes liquides pour stocker l’énergie et se caractérisent par une longue durée de vie et une bonne capacité de mise à l’échelle, notamment pour les applications à l’échelle industrielle.
Avant de pouvoir alimenter les charges domestiques ou être injecté dans le réseau, le courant continu stocké dans les batteries doit être converti en courant alternatif par un onduleur. Il s’agit d’une étape indispensable aussi bien dans les systèmes résidentiels que dans les installations de grande taille, où les onduleurs peuvent atteindre des puissances de l’ordre du mégawatt.
Le stockage résidentiel et l’autoconsommation
Le stockage joue également un rôle fondamental dans l’optimisation de l’autoconsommation au niveau résidentiel. Les batteries sont généralement raccordées à l’installation photovoltaïque et dimensionnées en fonction de sa capacité de production. Elles permettent de stocker l’énergie excédentaire produite pendant les heures d’ensoleillement et de la rendre disponible pendant les périodes sans production directe, notamment le soir et la nuit.
L’intégration entre l’installation photovoltaïque, la batterie et l’onduleur est essentielle pour maximiser l’autoconsommation. L’onduleur ne se contente pas de convertir le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable à domicile : il peut également gérer les flux d’énergie vers le système de stockage et le réseau électrique en fonction de la production, de la consommation et de l’état de charge de la batterie.
Le stockage au service de la stabilité et de la flexibilité du réseau
Le développement des sources renouvelables, telles que le solaire et l’éolien, par nature intermittentes et non programmables, fait du stockage un élément essentiel pour garantir la stabilité du réseau et la fiabilité de l’approvisionnement. Les installations de stockage, notamment celles à l’échelle industrielle, contribuent à équilibrer les éventuels écarts entre l’offre et la demande en fournissant des services de régulation de la fréquence et de la tension.
Grâce au mécanisme de time-shifting, ces systèmes optimisent l’utilisation de l’énergie : ils absorbent la production excédentaire pendant les périodes de faible demande (surproduction) pour la restituer lors des pics de demande.
Le stockage joue également un rôle stratégique dans l’absorption de la demande supplémentaire d’électricité. Dans ce contexte, la flexibilité énergétique désigne la capacité à adapter la production et la consommation aux signaux du système. Grâce à l’intégration de systèmes de stockage, l’utilisateur évolue du statut de prosommateur à celui de prosumager, capable de gérer ses propres flux énergétiques afin de soutenir le réseau lorsque cela est nécessaire.
Dans un écosystème intégré, les systèmes de stockage distribués peuvent être regroupés afin de fonctionner en synergie comme une centrale électrique virtuelle (VPP). Cette configuration permet de fournir des services de flexibilité avec des temps d’activation très rapides, contribuant ainsi à la sécurité du système électrique. Le résultat est un modèle de consommation plus efficace, dans lequel le stockage à grande échelle et les batteries domestiques coopèrent pour faire des citoyens et des entreprises des acteurs du système énergétique.
Target raggiunti e prospettive future
L’histoire : de la pile au stockage
Le désir de conserver l’énergie afin de la rendre disponible au moment précis où elle est nécessaire a accompagné pendant longtemps l’évolution humaine. Pendant des millénaires, il a fallu consommer les ressources au moment même où elles étaient produites. Le véritable tournant est arrivé avec les études sur l’électricité.
À la charnière des XVIIIe et XIXe siècles, l’idée d’exploiter des réactions électrochimiques pour générer et stocker un flux de courant a définitivement transformé notre rapport à l’énergie, déclenchant une évolution technologique qui se poursuit aujourd’hui avec les systèmes de stockage modernes.
1799
Invention de la pile voltaïque par Alessandro Volta.
Cet appareil, composé de disques de cuivre et de zinc séparés par des tissus imbibés d’une solution saline, fut le premier à générer un flux constant d’électricité. Depuis lors, la recherche dans le domaine du stockage de l’énergie a fait d’immenses progrès, donnant naissance à différentes technologies, parmi lesquelles les batteries au plomb-acide, encore utilisées aujourd’hui pour le démarrage des moteurs thermiques, et les batteries au nickel-cadmium.
1970 – 1980
Développement des batteries lithium-ion.
Grâce à leur forte densité énergétique, leur poids réduit et leur longue durée de vie, elles ont rapidement conquis le marché de l’électronique grand public, alimentant des appareils tels que les ordinateurs portables, les smartphones et les tablettes. Elles restent aujourd’hui la technologie dominante dans le secteur du stockage grâce à leur capacité à supporter un très grand nombre de cycles de charge et de décharge.
2019
Prix Nobel de chimie décerné à John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham et Akira Yoshino. Ils sont considérés comme les principaux artisans du développement de cette technologie.
2024
Utilisation de batteries à flux dans le système de stockage raccordé au parc photovoltaïque de Plenitude à Ponticelle, Ravenne.
L’intégration toujours plus poussée des systèmes de stockage confirme que le développement des sources renouvelables va de pair avec la capacité à stocker leur énergie. Associé à des technologies avancées et à des solutions comme les centrales électriques virtuelles, le stockage permet de mieux gérer les variations de production de ces sources d’énergie et de s’adapter aux besoins du réseau électrique. C’est pourquoi soutenir la croissance de la capacité de stockage signifie investir dans un modèle de progrès capable de générer de la valeur à long terme pour l’ensemble de l’écosystème électrique.
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