En tant que ressource inépuisable et propre, l’énergie solaire offre un potentiel considérable pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. Cependant, sa disponibilité intermittente pose un défi majeur. Aussi bien pour un particulier qui souhaite profiter de son énergie quand il le souhaite que pour une centrale solaire fournissant en électricité une zone plus ou moins importante.
C’est là qu’intervient le stockage de l’énergie solaire, une composante essentielle pour garantir à la fois la fiabilité et la flexibilité des systèmes énergétiques durables.
Dans cet article, nous vous proposons un aperçu global des technologies actuelles et des recherches scientifiques en cours. Comme nous, vous serez sûrement impressionné par les récentes avancées du stockage de l’énergie solaire et les nombreuses possibilités qu’elles offrent.
Sommaire de l'article
I. Les enjeux du stockage de l’énergie solaire
Si vous êtes en train de lire cet article, c’est sûrement parce que vous vous intéressez à l’énergie photovoltaïque. Et vous avez raison, car cette énergie propre offre de nombreux avantages (autonomie énergétique, possibilité de réaliser des économies ou de profiter d’un petit pécule chaque mois…).
Toutefois, comme nous l’avons précisé dans de précédents articles, sans batterie solaire, il faut consommer immédiatement l’électricité produite. Ce qui, dans la pratique, se révèle particulièrement contraignant pour un particulier. Alors, imaginez pour un professionnel gérant un parc important de panneaux ou une centrale solaire.
De plus, le gouvernement français envisage très sérieusement de privilégier les énergies renouvelables au détriment des énergies fossiles. Ce qui est une bonne chose. Ceci étant dit, cela va impliquer une croissance exponentielle de la demande en énergie solaire. Il faudra donc réfléchir à de nouvelles solutions de stockage fiables et efficaces pour garantir une alimentation électrique continue. Nous n’y sommes pas encore, mais nous espérons que l’avancée des technologies solaires permettra, un jour, d’alimenter un quartier voire une ville (les chinois sont d’ailleurs en train de réfléchir à la possibilité de construire une ferme solaire dans l’espace dans ce but).
Dans tous les cas, qui dit énergie solaire, dit dépendance des conditions météorologiques. En effet, les fluctuations de l’ensoleillement au fil de la journée et des saisons rendent difficiles la prévision et la gestion des flux énergétiques. Par conséquent, les systèmes de stockage doivent être capables de compenser ces variations pour assurer une alimentation électrique stable et fiable. Ce qui nécessite une conception et une gestion intelligentes des infrastructures de stockage ainsi qu’une coordination efficace entre les systèmes de production et de distribution de l’énergie.
Sans oublier que le stockage de l’énergie ne suffit pas. Il faut, ensuite, l’envoyer sur les réseaux électriques locaux ou nationaux. Un autre défi pour le stockage de l’énergie solaire consiste donc à intégrer de grandes quantités d’énergie solaire de façon régulière et équilibrée afin de ne pas perturber le fonctionnement normal des réseaux à cause d’une trop grande variabilité de la production.
Pour résumer en quelques mots : pour devenir réellement intéressant à grande échelle, le stockage de l’énergie solaire doit être performant en toutes circonstances tout en étant capable de réguler l’envoi d’énergie sur les réseaux publics.
Plus facile à dire qu’à faire…
II. Les technologies de stockage de l’énergie solaire actuelles
Actuellement, le stockage de l’énergie solaire repose sur une variété de technologies plus ou moins récentes et performantes. Parmi celles-ci, le stockage thermique occupe une place prépondérante.
Cette méthode qui consiste à capturer l’énergie solaire sous forme de chaleur et à la stocker dans des matériaux spécifiques tels que les sels fondus ou les matériaux à changement de phase est intéressante, car elle est capable de fournir de l’énergie même en l’absence de soleil (grâce à la conservation de la chaleur emmagasinée). Toutefois, son déploiement à grande échelle peut être freiné par sa complexité et son coût initial élevé.
Récemment, on a développé une autre technologie de batterie utilisant le stockage électrochimique. Ce sont les fameuses batteries lithium-ion qui, grâce à leur efficacité et leur densité énergétique élevée, sont en phase de dominer le marché. Évidemment, les recherches continuent et de nouvelles avancées telles que les batteries à flux redox et les batteries sodium-ion offrent des performances améliorées et des coûts réduits, ouvrant la voie à des solutions de stockage plus abordables et durables. Leurs avantages : leur réponse rapide aux fluctuations de la demande et leur utilisation dans une variété d’applications (des systèmes de stockage domestiques aux grands réseaux électriques).
Finalement, il ne faut pas oublier d’évoquer le stockage mécanique qui englobe le stockage de l’énergie solaire par air comprimé, les volants d’inertie et les pompes hydroélectriques réversibles. Ces systèmes exploitent des processus mécaniques pour stocker et libérer de l’énergie, offrant une grande flexibilité et une réponse rapide aux fluctuations de la demande. Bien que ces technologies offrent des avantages significatifs en termes de stockage à grande échelle et de réactivité, leur efficacité et leur coût peuvent varier en fonction des conditions locales et des exigences spécifiques du système.
Vous l’avez compris : les technologies de stockage de l’énergie solaire offrent une gamme diversifiée de solutions pour répondre aux besoins variés des consommateurs et des industries. Une voie de recherche consisterait à combiner le stockage thermique, électrochimique et mécanique pour développer des systèmes robustes et efficaces capables de garantir une alimentation électrique stable et fiable.
Mais, comme vous allez le voir plus bas, ce ne sont pas les seules évolutions technologiques qui intéressent les chercheurs.
III. Innovations récentes dans le domaine du stockage de l’énergie solaire
Jusqu’à présent, nous avons évoqué les différentes possibilités qui s’offrent à nous au niveau du stockage de l’énergie solaire. Maintenant, découvrons ce que nous réserve le futur proche de ce type de technologie. Car vous vous doutez bien que les recherches continuent afin de découvrir des solutions de plus en plus performantes et efficaces.
Parmi les récentes innovations, l’introduction de nouveaux matériaux, comme le graphène et les nanotubes de carbone offrent déjà des améliorations significatives en termes de performance et de durabilité des dispositifs de stockage. Ces matériaux permettent, en effet, une augmentation de la densité énergétique et une diminution des temps de charge.
En plus de cela, nous voyons arriver de nouveaux équipements photovoltaïques profitant d’un système de stockage directement intégré aux panneaux solaires. Cette approche, appelée « stockage intégré », permet une utilisation plus efficace de l’énergie solaire en réduisant les pertes liées au transport et à la conversion. Ce qui représente une véritable révolution pour le secteur (aussi bien pour les particuliers que les professionnels).
Sans oublier évidemment l’intelligence artificielle qui s’invite dans tous les secteurs professionnels, dont celui du stockage de l’énergie solaire. En utilisant des algorithmes sophistiqués, il devient possible d’optimiser les stratégies de stockage en temps réel, en fonction des variations de la demande et de la production. Ce qui ouvre de nouvelles possibilités intéressantes dont une adaptation dynamique aux conditions changeantes du réseau électrique.
C’est beau la science non ?
IV. Perspectives et futur du stockage de l’énergie solaire
Évidemment, les scientifiques ne vont pas s’arrêter en si bon chemin. Le but étant de trouver sans cesse de nouvelles façons d’améliorer les performances des batteries solaires (aussi bien au niveau du stockage que de la libération de l’énergie contenue) tout en réduisant au maximum les coûts.
De nombreux travaux de recherche se concentrent ainsi sur les matériaux organiques qui, comme vous vous en doutez, sont disponibles en grande quantité autour de nous. C’est le cas, par exemple, de la batterie à la rhubarbe qui a été inventée par une équipe américaine d’Harvard (non, ce n’est pas une blague !).
Parmi les pistes qui intéressent les chercheurs, on trouve aussi la possibilité de créer de l’hydrogène vert grâce à l’énergie solaire. Le but étant de remplacer à terme le gaz classique, bien plus polluant. Toutefois, ce type de projet semble pour le moment être freiné par son rendement et les coûts importants associés.
Vous avez réussi à tout lire jusqu’ici ? Félicitations ! Le sujet étant particulièrement technique, nous avons fait notre possible pour le vulgariser au maximum afin de vous offrir un aperçu des technologies actuelles et futures de stockage de l’énergie solaire. Évidemment, si vous avez des questions ou si vous voulez en savoir plus, nos experts sont à votre disposition.
À notre niveau, nous pouvons vous conseiller sur le bon équipement pour accompagner l’installation de vos panneaux solaires en vous faisant profiter des dernières technologies disponibles sur le marché. C’est déjà pas mal non ?
Que vous soyez un professionnel ou un particulier, nous nous tenons à la disposition de toutes les personnes intéressées par l’énergie photovoltaïque. C’est votre cas ? Contactez-nous sans attendre et laissez-nous vous accompagner dans la mise en œuvre de votre projet solaire.
