Une tribune signée Robin Vaucelle, Directeur de la Stratégie e-Mobilité & Stockage de l’énergie chez nVent

Pour atteindre l’objectif de réduction de 40% des émissions de GES en 2030 fixé par le gouvernement français, le développement des énergies renouvelables constitue une piste inéluctable. Or, le stockage de l’énergie est tout aussi crucial pour sécuriser l’essor de ces énergies renouvelables, éolienne et solaire en tête, qui pourraient représenter selon l’IRENA les trois-cinquièmes de la production mondiale d’électricité d’ici 2050. Pour de nombreuses applications, les systèmes de stockage d’énergie doivent fonctionner d’une manière sûre, fiable et efficace. Cela nécessite entre autres une technologie de raccordement électrique résistante et durable.

Le stockage de l’énergie assure une intégration accrue des énergies renouvelables

L’intégration d’une plus grande part d’énergies renouvelables dans le mix énergétique de la France rencontre un large consensus. L’éolien comme le solaire sont des productions d’énergie bas carbone, mais avec un inconvénient majeur : leur intermittence. Dans ce contexte, le stockage de l’énergie électrique est l’une des approches qui peut faciliter cette intégration en contribuant notamment à la stabilité du réseau et à l’essor des véhicules électriques. Il est d’autant plus nécessaire que la France est en retard sur ses objectifs en matière d’énergies renouvelables. En effet, la part de ces énergies atteint 19,1 % en 2020 (contre un objectif de 30 % d’ici 2030), dont 24,8 % pour l’électricité (contre un objectif de 40 %).

Les systèmes de stockage rendent plus flexible l’intermittence à laquelle est soumise une grande partie de la production d’énergie renouvelable, en permettant de libérer l’énergie lorsque la demande est élevée, et la stocker lorsqu’elle est plus faible. Le stockage est donc essentiel pour la disponibilité de l’électricité à grande échelle et pour tendre vers l’autosuffisance énergétique.

Choisir le bon système de stockage

Le stockage consiste à créer une réserve énergétique afin de répondre à la demande fluctuante au cours de l’année. Cela permet de compenser les irrégularités de production de certaines énergies, de sécuriser les approvisionnements, mais aussi d’ajuster l’offre des producteurs et la demande des consommateurs.

Il existe à l’heure actuelle plusieurs types de systèmes de stockage : mécanique (barrage hydroélectrique, station de transfert d’énergie par pompage – STEP, stockage d’énergie par air comprimé – CAES, volants d’inertie…), électrochimique (piles, batteries, vecteur hydrogène…), électromagnétique (bobines supraconductrices…) et thermique (chaleur latente ou sensible…). Chacun de ces systèmes présente ses propres spécificités en matière de puissance délivrée, de densité énergétique, de durée de vie… mais surtout de maturité technologique.

Pour le stockage électrique stationnaire, la majeure partie est réalisée par pompage hydraulique, alors que les systèmes électrochimiques semblent être l’option la plus prometteuse pour le stockage électrique embarqué, notamment la technologie lithium-ion. Pour en assurer le développement, il convient désormais d’en garantir le bon fonctionnement tout au long de l’année ainsi que sa durabilité. Des solutions existent.

Connecter et protéger les systèmes de stockage

Les systèmes de stockage électrique, par batterie en particulier, sont soumis à de nombreux risques. Les principaux demeurent les surtensions et les impacts de foudre direct qui mettent en danger l’électronique sensible nécessaire au processus de chargement et de déchargement.

La liaison équipotentielle et la mise à la terre constituent des méthodes pour assurer la sécurité des personnes et protéger les équipements sensibles. La liaison équipotentielle des objets métalliques empêche l’accumulation d’énergie électrique et réduit les dangers lorsqu’une personne entre en contact en même temps avec plusieurs objets présentant un potentiel différent. La mise à la terre est, quant à elle, le moyen d’évacuer les tensions transitoires qui peuvent être causées par les courts-circuits ou les impacts de la foudre.

Pour appréhender les différentes normes liées à la foudre, il est important de se rapprocher d’experts qualifiés dans la protection foudre car les installations deviennent de plus en plus complexes, avec parfois différents bâtiments reliés entre eux, différentes tensions au sein des réseaux, la cohabitation sur un même site de réseaux en courants alternatif et continu, comme c’est le cas pour le stockage par batteries. Parce que les batteries de stockage peuvent – lors d’un court-circuit – développer des courants extrêmement élevés, sous des tensions continues elles aussi très élevées, cela implique de déployer des parafoudres spécifiques pour garantir la continuité de service des équipements et des installations.

La fiabilité et l’efficacité des systèmes de stockage d’énergie dépendent aussi du câblage et des raccordements électriques, qui constituent le cœur du système de stockage d’énergie. Parmi les solutions technologiques innovantes de raccordement électrique et de puissance, les fournisseurs et possesseurs de systèmes de stockage peuvent se tourner vers des conducteurs flexibles – dénués de cosse – associés à un isolant thermoplastique à haute résistance et à faible émission de fumées, sans halogène et retardateur de flammes. Ces derniers sont idéaux pour connecter les batteries eu sein des armoires électriques, minimisant l’espace entre les batteries tout en évitant les points de tension causés par le pliage des câbles. Alternatives idéales à des câbles de grosse section ou à des barres de cuivre rigide, ce type de barres, souples et isolées en cuivre étamé électrolytique, diminue la surface de contact avec les conducteurs en cuivre et sont utilisables y compris dans les environnements dépassant les 100 degrés.

L’avenir des énergies alternatives dépendant indéniablement du développement des solutions de stockage d’énergie, assurer leur fiabilité et leur durabilité à l’aide des dernières innovations nous permettra de relever le défi de la décarbonation et de saisir les opportunités qui se présentent à nous pour répondre aux demandes d’un monde de plus en plus électrifié.