28/11/2012 - Le CIEMAT travaille sur un nouveau système de stockage cynique

Menéame

El stockage cynique est un type de stockage d’énergie basé sur volants à inertie qui consiste en la transformation de l’énergie cinétique associée au volant, par le fait qu’il tourne à une certaine vitesse angulaire, en énergie électrique.

Cette transformation se fait par l’intermédiaire d’une machine électrique qui fonctionne comme moteur ou comme générateur selon que le transfert de puissance est effectué du réseau au volant ou vice versa.

A côté des batteries et des ultracondensateurs, les volants à inertie (appelés communément flywheels) sont l’une des technologies les plus susceptibles d’être utilisées dans les applications industrielles et énergétiques comme système de stockage rapide (hautes puissances sur de courtes périodes ou moyennes).

Les principaux avantages qu’ils présentent sont: atteindre des niveaux élevés de densité de puissance et d’énergie; que le coût total ne croît pas linéairement avec le niveau de puissance et d’énergie comme c’est le cas, par exemple, pour les batteries; que le nombre de cycles de chargement et de déchargement pendant leur durée de vie est très élevé; que la réponse de puissance est très rapide; et que la puissance et l’énergie peuvent être sélectionnées indépendamment.

Plus d’une décennie de recherche

Depuis 1999, le CIEMAT s’emploie à développer la technologie des systèmes de stockage cynique dans les domaines de la conception, de la fabrication et de l’expérimentation de volants de matériaux composites (usine de fabrication et d’essai au Centre de développement d’énergies renouvelables CEDER-CIEMAT à Soria), du développement de l’électronique de puissance, du contrôle avancé, de la caractérisation des prototypes et de la mise en réseau électrique. En 2001, un projet de développement de volants à grande vitesse a été lancé pour les installations éoliennes-éoliennes isolées (Projet SEDUCTOR).

Entre 2003 et 2004, une solution basée sur des volants à inertie métalliques a été mise au point pour ADIF (Gestionnaire de l’infrastructure ferroviaire) destinée à lisser les lignes électriques à grande vitesse (Projet ACE2).

En 2006, le CIEMAT a participé de manière très active à un projet qui durerait jusqu'en 2010, intitulé Systèmes avancés de stockage de l’énergie (SA2VE), dans le cadre de l’appel à projets Singulaires et Stratégiques (PSE). Divers sous-projets ont permis d’étudier divers aspects de la technologie de stockage cynique du point de vue du contrôle et de l’amélioration de l’efficacité, en considérant comme applications les bâtiments durables, les systèmes d’alimentation ininterrompue et le transport ferroviaire. Par exemple, dans le sous-projet destiné à cette dernière, un système de stockage a été mis au point pour stabiliser la tension de la catenaria et récupérer l’énergie provenant du freinage des trains sur des lignes de proximité avec catenaria en continu. Ce système est actuellement en service dans une sous-station ferroviaire de Madrid, où il est intégré à d’autres systèmes de gestion énergétique, notamment la production solaire photovoltaïques et la recharge de véhicules électriques, dont le CIEMAT a également participé au développement.

Conséquence de l’intérêt croissant suscité par la technologie des volants d’inertie, non seulement dans le secteur des transports mais aussi dans le secteur de la production d’énergie, et compte tenu du vaste parcours technologique à parcourir et du nombre d’applications où une solution intéressante peut se révéler, le CIEMAT a misé sur la poursuite de la recherche sur ce type de dispositifs. Fruit de cela a été la prochaine génération de volants à inertie qui a été appelé ACEBO (Entrepôtur Cynétique d’énergie basse côte), qui réussit à rendre le système plus efficace, réduit le coût en matériaux, intègre l’électronique de puissance et le contrôle dans le dispositif en tant que "batterie mécanique " et obtient une conception modulaire qui permet de donner la dimension appropriée à une application concrète.

L’Unité d’ingénierie électrique du CIEMAT travaille actuellement sur la intégration finale des éléments d’instrumentation du dispositif et dans la caractérisation de celui-ci, ce qui permettra de déterminer l’application pour laquelle elle est appropriée. Parmi les applications possibles, on peut citer: la réduction des oscillations de puissance et la régulation de la fréquence dans les réseaux électriques faibles, en particulier ceux qui ont une génération distribuée basée sur les énergies renouvelables.

Image:Volant à inertie (Credit Vestman / Creative Commons license)

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