L’hybridation des systèmes de stockage

Les caractéristiques techniques des systèmes de stockage peuvent entraîner d’importantes contraintes de fonctionnement et réduire leur domaine d’utilisation. Le couplage ou hybridation de technologies ayant des propriétés complémentaires est dans certains cas nécessaire pour contourner les difficultés liées à l’utilisation d’un dispositif unique.



Par exemple, le démarrage d’une unité de stockage d’énergie à base d’hydrogène (composée d’un électrolyseur, d’une pile à combustible et d’un réservoir de stockage de gaz) (USEH) se fait en à peu près 1 minute. Ce régime transitoire ne lui permet pas d’être utilisé seul comme système de stockage d’énergie. Il faut alors envisager de l’associer à un dispositif dont l’énergie est disponible instantanément. Une supercapacité pourra par exemple assurer la fourniture d’électricité à l’usager pendant la mise en marche des différents composants de l’USEH.

Les deux unités de stockage ont un dimensionnement équivalent en puissance, mais pas en énergie. La supercapacité ne fonctionnera que pendant un court instant. Sa capacité est donc relativement faible devant celle de l’USEH qui fonctionnera en tant que principal dispositif de stockage. En outre, si un problème important est rencontré au niveau de son fonctionnement, la procédure d’arrêt d’urgence est engagée. Les batteries pourront donc fournir l’énergie nécessaire à la mise en sécurité du système.

L’hybridation du stockage peut aussi conduire à améliorer les performances du système électrique. Une bonne stratégie de gestion de l’énergie permettra de faire fonctionner les différentes unités de stockage dans des plages où leur rendement est maximisé.

On peut hybrider l’USEH avec des batteries de faibles capacités, respecter leur mode propre de fonctionnement (journalier pour les batteries et saisonnier pour l’USEH) tout en maximisant leur rendement.

Dans le cas des systèmes autonomes, nous avons vu que la déconnexion du champ PV, lorsque les batteries atteignent un état de charge trop élevé, ne permettait pas de stocker toute l’énergie photovoltaïque productible. Avec un système de stockage hybride bien dimensionné et une gestion efficace de l’énergie, on pourra alors maximiser l’utilisation de l’énergie produite par le champ PV et donc accroître l’efficacité et la rentabilité du système global.

Enfin, dans le cas de systèmes photovoltaïques implantés en concentration importante sur une même ligne de distribution, l’intégration d’un stockage hybride peut se faire de manière découplée. De petites unités de stockage court terme peuvent être installées au niveau du consommateur (de façon décentralisée) tandis que le stockage long terme, dont la taille est plus importante, peut être centralisé en un point du réseau.