La première centrale solaire équipée de la technologie de batterie en flux redox a été inaugurée le 23 mai dernier dans la ville de Turlock en Californie. Développé par la société américaine Enervault, ce dispositif permet de stocker de l’énergie sur une période courte mais suffisante pour faire face de manière plus optimale aux pics de consommation d’électricité. Une technologie majeure qui se présente comme une des solutions de stockage des énergies intermittentes solaires ou éoliennes.

[stextbox id=”info”]La technologie redox Fer-Chrome[/stextbox]

L’installation mise en place par la société Enervault constitue donc actuellement la plus grande unité de production et de stockage fonctionnant grâce à la technologie redox Fer-Chrome.

Cette technologie consiste ici à stocker des électrolytes (substance conductrice) dans deux réservoirs séparés au lieu d’être contenus à l’intérieur de la batterie. Les échanges d’électrons et de protons entre les réservoirs se font par le biais de deux électrodes en carbone poreux, séparées par une membrane échangeuse d’ions. Le dispositif de circulation entre les deux réservoirs conditionne la puissance de la batterie alors que le volume des réservoirs en détermine la capacité de stockage électrique. Ces deux paramètres peuvent être fixés de manière indépendante et offrent donc la possibilité de stocker de grandes quantités d’énergie à un coût plus réduit que dans les batteries traditionnelles.

Toutefois, si cette technique existe déjà depuis plusieurs années (elle fut initialement développée par la NASA), l’emploi de métaux de transition trop coûteux comme le vanadium ou la platine avait freiné son développement à l’échelle industrielle. L’innovation principale d’Enervault réside alors dans l’utilisation d’électrolytes à base de chrome et de fer, bien moins cher que le vanadium.

D’après une étude publiée dans la revue Nature, des chercheurs d’Harvard estiment “qu’une batterie en flux dont le réservoir serait comparable en taille à celui d’une cuve de fioul de chauffage pour un particulier (2 à 3 m3) serait suffisante pour stocker l’énergie produite en une journée par les panneaux photovoltaïques situées en toiture d’une maison individuelle. S’il s’agissait de stocker l’énergie produite par un champ d’éoliennes ou une ferme solaire, plusieurs citernes de grande capacité seraient alors requises, la capacité des citernes étant proportionnelle à la quantité d’énergie à stocker”.

[stextbox id=”info”]Une solution pour le stockage des énergies renouvelables intermittentes[/stextbox]

Dans le cas de la centrale de production et de stockage de Turlock, la technologie redox Fer-Chrome a permis de réduire considérablement le recourt de la centrale au réseau électrique traditionnel.

En effet, constituée d’un ensemble de panneaux photovoltaïques couplés à une batterie à flux redox, la production d’électricité est utilisée ici pour alimenter les pompes d’un système d’irrigation (pour des vergers d’amandiers). Ce système nécessite à lui seul en forte période d’irrigation (entre midi et 18h) une puissance de 225 kW alors que les panneaux solaires prévus développent une puissance maximale de 185 kW. Les batteries en flux assurent donc le complément et évitent ainsi de recourir au réseau pendant la journée, lorsque le coût du kWh est le plus élevé. Les batteries sont ensuite rechargées sur le réseau pendant la nuit pour bénéficier d’un tarif plus avantageux du kWh. Une batterie en flux redox est capable de stocker et de produire 250 kW pendant 4 h (1 MWh).

Mais outre les économies réalisées par la centrale de Turlock, ce nouveau système de stockage est désormais envisageable dans de nombreuses situations réclamant une importante capacité instantanée de stockage pour assurer une production stable et adaptée face à des pics de consommation électrique. D’autre part, lorsque le réseau de distribution vient à être saturé dans certaines zones ou lorsque ce réseau n’existe tout simplement pas, il est alors possible d’insérer une capacité de production renouvelable couplée à ces batteries de grande capacité et d’éviter ainsi d’avoir recourt à des investissements lourds d’installation ou de renforcement du réseau.

Si la centrale de Turlock est à ce jour la seule en son genre, la technologie développée dans ce cadre apparait comme une solution prometteuse face au grand défi du stockage des énergies renouvelables et comme une alternative sérieuse aux technologies des turbines à gaz pour faire face aux besoins des pics de consommations.

Pour ce projet, la société Enervault a récolté près de 25 millions de dollars auprès de fonds de capital-risque (dont Total Energy Ventures) et a bénéficié d’une subvention de 4 millions de dollars du Département de l’Énergie (DOE) dans le cadre du “recovery act” (plan de relance de 2009) pour mettre au point ce premier prototype grandeur nature.

Crédits photo : Enervault